www.flyhigher.eu

Tutorial de Fly Higher IIAviones en el aire: Cómo

funcionan los motores

Fuente: Rolls Royce Plc. 2013

www.flyhigher.eu

Los pájaros pueden volar gracias a que se han adaptado especialmente para ello a lo largo de su evolución. Necesitan mucha energía para volar, que consiguen gracias a su rápido metabolismo. Debido a que sus cuerpos son muy ligeros, los pájaros pueden conseguir suficiente empuje y propulsión gracias a sus plumas de vuelo.

Introducción:¿Cómo vuelan los pájaros?

Fuente: http://gimnasio-altair.com/webquest/flight/

www.flyhigher.eu

Este vídeo muestra cómo vuelan los pájaros:

Introducción:¿Cómo vuelan los pájaros?

por favor, ver el vídeo 1¿Cómo vuelan los pájaros?

Fuente – YoutubeAgradecimientos: www.pendulumswingmedia.com

Edition Fly Higher

www.flyhigher.eu

Los aviones, igual que los pájaros, también necesitan sustentación y empuje para volar.

¿De dónde salen? ¿Por qué no podemos hacer como los pájaros?

¿Qué es Empuje ? Hablemos de este concepto básico.

Introducción:Empuje

Fuente: http://www.kids.ct.gov/kids/cwp/view.asp?q=330926

www.flyhigher.eu

De acuerdo con la 3ª Ley de Newton:

Toda acción tiene una reacción opuesta de igual magnitud

Demostración:Llena un globo de aire y suéltalo - ¿Qué pasa?

¿Qué ocurre entonces cuando se ponen motores de reacción a un avión?

Introducción:La física del Empuje

Fuente http://www.bloodhoundssc.com/shop/balloon-car-kit

www.flyhigher.eu

El gas caliente que sale de los motores hacia detrás empuja el aire, que a su vez produce una reacción opuesta (hacia delante) en los motores.Como los motores están fijos al avión, el avión se mueve hacia delante.

¿A quién se le ocurrió esta estupenda idea?

Introducción:La física del Empuje

www.flyhigher.eu

En el siglo XVIII – Sir Isaac Newton, un físico y matemático inglés propuso una teoría de la “explosión trasera canalizada”, que podía hacer que una máquina se moviera hacia delante a gran velocidad. Newton predijo un uso práctico de su tercera ley al que hoy en día estamos muy acostumbrados.

Historia: ¿Cómo empezó todo?

Carro de vapor de Newton

Fuente http://www.globalsecurity.org/military/library/policy/army/fm/1-506/Ch2.htm

www.flyhigher.eu

En 1903 , el año en el que los hermanos Wright volaron por primera vez, su biplano de madera y tela tenía un motor de combustible de 12 caballos.

Su motor tenía un diseño mecánico básico pero se parecía mucho a un motor de cuatro cilindros actual.

Imagen cortesía de: http://wright.nasa.gov/airplane/Images/eng2.gif

Historia: ¿Cómo empezó todo?

www.flyhigher.eu

Su avión, Kitty Hawk, dependía de la hélice para su empuje. El motor sólo se ocupaba de hacer girar la hélice.

La mayoría de los aviones ligeros actuales usan hélices… ¿Se te ocurre por qué?

En los siguientes 30 a 40 años, los aviones se han convertido en fuselajes metálicos con una única ala. Sus motores son más potentes y eficientes …pero vuelan por el mismo principio.

Historia: ¿Cómo empezó todo?

www.flyhigher.eu

En 1930 Sir Frank Whittle patentó el turborreactor (Turbo jet engine).

En abril de 1941 (al comienzo de la Segunda Guerra mundial), el nuevo motor estaba listo para pruebas de vuelo. El primer vuelo de un turborreactor, el Gloster E28/39, tuvo lugar el 15 de mayo de 1941 en Cranwell, Lincolnshire (Inglaterra).

Los gases del escape empujaban al avión hacia delante.

¡¡ SIN HÉLICE !!

Fuente: www.frankwhittle.co.uk/content.php?act=viewDoc&docId=15&level=top

Historia: ¿Cómo empezó todo?

www.flyhigher.eu

Fundamentos:El motor

Funciona en cuatro tiempos:1.Admisión: Entrada de la mezcla de aire y gasolina.2.Compresión: La mezcla se comprime al subir el pistón.3.Combustión: En la bujía salta una chispa y se produce una explosión.4.Escape: Los gases quemados salen a alta velocidad del motor al

abrirse la válvula de escape y empujar el pistón hacia arriba.

www.flyhigher.eu

En el motor de explosión, la combustión es en realidad una explosión. La energía de esta explosión se utiliza para mover un grupo de pistones y el gas que se genera es expulsado.

Los pistones al moverse pueden hacer girar las ruedas de un coche, los álabes de una turbina... o las hélices de un avión

Fundamentos:El motor

www.flyhigher.eu

En el motor de reacción, los gases generados no se dejan salir, sino que son los que generan la propulsión que hace que el avión se

mueva hacia delante.

Fundamentos:El motor

por favor, ver el vídeo 2El moto

Fuente Youtube Inside a Jet EngineAgradecimientos: www.wydea.com

www.flyhigher.eu

Hay distintos tipos de motores de reacción

El Airbus A380 – en aviación civil el más grande de largo alcance que lleva hasta 525 pasajeros – utiliza motores turbofan, una versión refinada del

turborreactor original de Whittle que incluye una gran turbina que acelera el aire que entra en el motor y contribuye a la propulsión igual que una hélice.

Turbofan Turbofan

Tipos de motores:¿Por qué se usan distintos motores?

www.flyhigher.eu

Distintos aviones necesitan distintos tipos de motores… ¿Sabes cuáles son y por qué se utilizan?

Estatorreactor

Turborreactor

Cohete

Tipos de motoresLos turbofans no son los únicos

https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ1V5eCFRbPSkLKrz68Ab_AGlud0UDUDQ0vR7dmp_OhHr1Xqu8NDg

http://img.bhs4.com/64/e/64e5d996fcdce95195acd4621cb79fb4f8ec776a_large.jpg

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/

Atlantis_taking_off_on_STS-27.jpg

www.flyhigher.eu

Turbohélice

Piston-prop

http://www.instablogs.com/wp-content/uploads/2012/07/hb350i_vM1uz_25013.jpg

http://air-and-space.com/20050812%20Hawthorne/DSC_3008%20An-2%20N2AN%20cn43798%20left%20front%20landing%20l.jpg

Tipos de motoresLos turbofans no son los únicos

Distintos aviones necesitan distintos tipos de motores… ¿Sabes cuáles son y por qué se utilizan?

www.flyhigher.eu

La selección del motor se basa en:• Propulsión necesaria• Rendimiento• Eficiencia• Coste• Mantenimiento

• En aviación civil se necesitan y utilizan motores más eficientes.

• Los aviones militares necesitan motores de alto rendimiento.

Tipos de motoresElección de motores

www.flyhigher.eu

Componentes de un turborreactor

El original de Whittle era un turbopropulsor como éste

Tipos de motor:Turborreactor

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turbojet_operation-axial_flow-en.svg

www.flyhigher.eu

Éste es el motor preferido de la aviación civil. Un turbofan es como un turborreactor que además tiene un ventilador que acelera la entrada del aire en el motor, mejorando la propulsión como si fuera una hélice interna.

Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/Turbofan_operation.png

Tipos de motor:Turbofan

www.flyhigher.eu

Las turbohélices tienen hélices externas pero utilizan la misma idea de los turborreactores para su funcionamiento

Las turbohélices no tienen pistones

Tipos de motorTurbohélice

Fuente http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/Turboprop_operation.png

www.flyhigher.eu

Los estatorreactores no tienen compresores, ventiladores o turbinas como los turborreactores.

.

Los estatorreactores son los motores más sencillos. Pero no pueden generar empuje a velocidad cero, por lo que los aviones con

estatorreactores necesitan otros sistemas para comenzar a volar.Fuente - http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6c/Ramjet_operation.svg/300px-Ramjet_operation.svg.png

Tipos de motorEstatorreactor

www.flyhigher.eu

Los cohetes utilizan combustible y oxígeno para aumentar la energía del gas dentro de la

cámara de combustión antes de que éste salga por la tobera.

¿Por qué crees que es esto?Fuente: http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/Images/rockth.gif

Tipos de motorCohete

www.flyhigher.eu

Resumen

Resumen de motoresTurborreactor

por favor, ver el vídeo 3Resumem de motores

Fuente – YoutubeAgradecimientos – www.rendermedia.co.uk

www.flyhigher.eu

Enlace al simulador del motor: http://www.geaviation.com/education/engines101/

Otros recursosSimulador de motor de GE

www.flyhigher.eu

Consorcio

/groups/Fly-Higher-Project-4737756

/flyhigherproject

www.flyhigher.eu

Síguenos en

www.flyhigher.eu Más información en flyhigher@inovamais.pt