Turboeje

Un motor turboeje es una forma de turbina de gas que está optimizada para producir caballos de fuerza en el eje en lugar de empuje del jet. En concepto, los motores de turboeje son muy similares a los turborreactores, con una expansión adicional de la turbina para extraer energía térmica del escape y convertirla en potencia del eje de salida. Son incluso más similares a los turbohélices, con sólo diferencias menores, y a menudo se vende un solo motor en ambas formas.

Los motores turboeje se utilizan comúnmente en aplicaciones que requieren una alta potencia sostenida, alta confiabilidad, tamaño pequeño y peso liviano. Estos incluyen helicópteros, unidades de energía auxiliares, botes y barcos, tanques, aerodeslizadores y equipos estacionarios.

Descripción general

Un motor de turboeje puede estar compuesto por dos conjuntos de piezas principales: el 'generador de gas' y la 'sección de potencia'. El generador de gas consta de un compresor, cámaras de combustión con encendedores y boquillas de combustible, y una o más etapas de turbina. La sección de potencia consta de etapas adicionales de turbinas, un sistema de reducción de engranajes y un eje de salida. El generador de gas crea gases calientes en expansión para impulsar la sección de potencia. Dependiendo del diseño, los accesorios del motor pueden ser accionados por el generador de gas o por la sección de potencia.

En la mayoría de los diseños, el generador de gas y la sección de energía están mecánicamente separados, por lo que cada uno puede girar a diferentes velocidades apropiadas para las condiciones, lo que se conoce como "turbina de energía libre". Una turbina de potencia libre puede ser una característica de diseño extremadamente útil para los vehículos, ya que permite que el diseño prescinda del peso y el costo de transmisiones y embragues complejos de relaciones múltiples.

Un ejemplo inusual del principio del turboeje es el Pratt & Motor turbofan Whitney F135-PW-600 para el STOVL Lockheed F-35B Lightning II: en modo convencional funciona como turbofan, pero cuando alimenta el Rolls-Royce LiftSystem, cambia parcialmente al modo turboeje para enviar 29.000 caballos de fuerza hacia adelante a través de un eje. y parcialmente al modo turbofan para continuar enviando empuje al ventilador del motor principal y a la boquilla trasera.

Los helicópteros grandes utilizan dos o tres motores turboeje. El Mil Mi-26 utiliza dos Lotarev D-136 de 11.400 CV cada uno, mientras que el Sikorsky CH-53E Super Stallion utiliza tres General Electric T64 de 4.380 CV cada uno.

Historia

El primer motor de turbina de gas considerado para un vehículo blindado de combate, el GT 101, que estaba basado en el turborreactor BMW 003, se probó en un tanque Panther a mediados de 1944. El primer motor turboeje para helicópteros fue construido por la empresa francesa de motores Turbomeca, dirigida por su fundador Joseph Szydlowski. En 1948, construyeron el primer motor de turbina de diseño francés, el 782 de 100 hp. Concebido originalmente como una unidad de potencia auxiliar, pronto se adaptó a la propulsión de aviones y encontró un nicho como motor para helicópteros propulsados por turboeje en la década de 1950.. En 1950, Turbomeca utilizó su trabajo del 782 para desarrollar el Artouste más grande de 280 shp, que fue ampliamente utilizado en el Aérospatiale Alouette II y otros helicópteros. Esto se produjo después de la instalación experimental de un turboeje Boeing T50 en un ejemplo del sincróptero Kaman K-225 el 11 de diciembre de 1951, como el primer helicóptero del mundo propulsado por turboeje de cualquier tipo en volar.

El tanque T-80, que entró en servicio en el ejército soviético en 1976, fue el primer tanque en utilizar una turbina de gas como motor principal. Desde 1980, el ejército estadounidense opera el tanque M1 Abrams, que también tiene un motor de turbina de gas. (La mayoría de los tanques utilizan motores diésel de pistón alternativo). El Stridsvagn 103 sueco fue el primer tanque en utilizar una turbina de gas como motor secundario de "sprint" motor para aumentar el rendimiento de su motor de pistón primario. Los motores de turboeje utilizados en todos estos tanques tienen considerablemente menos piezas que los motores de pistón que reemplazan o complementan, mecánicamente son muy fiables, producen un ruido exterior reducido y funcionan con prácticamente cualquier combustible: gasolina, diésel y combustibles de aviación. Sin embargo, los motores turboeje tienen un consumo de combustible significativamente mayor que los motores diésel que se utilizan en la mayoría de los tanques de batalla principales modernos.