6.3.2: Turboventiladores

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La mayoría de los aviones comerciales modernos utilizan motores turbofan debido a su alto empuje y buena eficiencia de combustible en regímenes subsónicos altos. Un motor turboventilador es similar a un motor a reacción básico. La única diferencia es que el motor central está rodeado por un ventilador en la parte delantera y una turbina de ventilador adicional en la parte trasera. El ventilador y la turbina del ventilador están conectados por un eje adicional. Este tipo de disposición se llama motor de dos carretes (un carrete para el ventilador, un carrete para el núcleo). Algunos turboventiladores pueden tener carretes adicionales para una eficiencia aún mayor.

Los principios de trabajo son muy similares a los motores a reacción básicos: el aire entrante es arrastrado por la entrada del motor. Parte pasa a través del ventilador y continúa en todo el compresor, la cámara de combustión, la turbina y la boquilla, idéntico al proceso en un turborreactor básico. El ventilador hace que el aire adicional fluya alrededor (bypass) del motor. Esto produce un mayor empuje y reduce el consumo específico de combustible. Por lo tanto, un turboventilador obtiene parte de su empuje del motor a reacción central y algo del ventilador. La relación entre la masa de aire que fluye alrededor del motor y la masa de aire que pasa por el núcleo se llama relación de derivación.

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Figura 6.14: Turbofan.

Existen dos tipos de turboventiladores: bypass alto y bypass bajo, como se ilustra en la Figura 6.14. Los turboventiladores de alto bypass tienen grandes ventiladores frente al motor y son impulsados por una turbina de ventilador ubicada detrás de la turbina primaria que impulsa el compresor principal. Los turboventiladores de derivación baja permiten un área más pequeña y, por lo tanto, son más adecuados para el régimen supersónico. Un turboventilador es muy eficiente en combustible. De hecho, los turboventiladores de alto bypass son casi tan eficientes como los turbopropulsores a bajas velocidades. Además, debido a que el ventilador está incrustado en la entrada, opera de manera más eficiente a altas velocidades subsónicas que una hélice. Es por ello que los turboventiladores se encuentran en el transporte alto-subsónico (aviones comerciales típicos) y las hélices se utilizan en los transportes de baja velocidad (aviones regionales).