Como funciona la turbina de un avión

Han transcurrido varios días desde el trágico accidente aéreo ocurrido en Barajas el 20 de agosto del presente. Se barajan muchas hipótesis, fallo mecánico, fallo humano, posible impacto de un ave en el interior de la turbina causante del siniestro, etc…

A ciencia cierta, todavía es pronto como para culpar a alguien, lo que sí es cierto, según fuentes informativas, es que el aparato tras un despegue en condiciones, su Comandante decidió regresar pues uno de los pilotos que alarman de elevadas temperaturas en el motor se encendió. Una vez aterrizado, se dió la orden de verificar el aparato y por lo visto, lo que se hizo, "según el procedimiento", fue desconectar el piloto que se enciende al alcanzar cierta temperatura, aún así, todo esto queda por confirmar y las ´primeras aclaraciones no verán la luz hasta dentro de 6 meses como mínimo.

Centrándonos en el post de hoy, veremos el funcionamiento de una turbina, de un avión comercial.

Aunque en su diseño y aplicaciónes es muy complicado, el motor de turbina es increíblemente sencillo en su operación. La propulsión de una turbina está explicada de manera muy simple por la tercera ley de Newton:

Por cada acción, habrá una reacción directamente opuesta y de la misma intensidad.

Partes de la turbina

Fan: se encuentra normalmente situado al frente del motor (Aunque también puede colocarse en la parte trasera). 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 y que representa la cantidad de aire que entra a los compresores y a la cámara de combustión.

Compresores: 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.

Cámara de combustión: 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.

Turbinas: 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).

Escape: 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 del tipo de turbofan empleado, 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.

Veamos un vídeo explicativo sobre su funcionamiento (En Inglés)

En el siguiente víde, podemos apreciar el impacto de un ave en una de las turbinas, mientras un avión de la compañía aérea Thomas realizaba la maniobra de despegue.

[Fuente: Wikipedia]

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Etiquetas: Ciencia