El nacimiento y desarrollo de los motores a reacción

Con el desarrollo de la sociedad humana, los motores de pistón son cada vez más incapaces de satisfacer las necesidades de viaje y preparación para el combate de las personas debido a deficiencias como potencia insuficiente y rendimiento deficiente a alta velocidad. Después de la Segunda Guerra Mundial, los motores de pistón se retiraron gradualmente del escenario principal de la aviación civil y los aviones militares, y solo se utilizaron en aviones ligeros y helicópteros, como aviones agrícolas y forestales, vehículos aéreos no tripulados y aviones de negocios. Luego vino la segunda era de los motores de aviación: la era del jet.

El motor a reacción es un dispositivo de propulsión de reacción directa. El fluido de trabajo de baja velocidad (aire y combustible) se presuriza, se quema y luego se expulsa a alta velocidad, generando directamente fuerza de reacción. En comparación con los motores de pistón, los motores a reacción son muy superiores en peso y rendimiento a alta velocidad. De hecho, ya en 1913, el ingeniero francés René Rolland obtuvo la primera patente de motor a reacción del mundo. Su principio de funcionamiento es que el aire ingresa por el puerto de admisión, se quema en la cámara de combustión después de pasar por el sistema de suministro de combustible y luego es expulsado por la boquilla de propulsión para generar empuje. Este principio es muy similar a los motores ramjet actuales, pero debido a las limitaciones en la tecnología de materiales y los niveles de fabricación en ese momento, aún no se podía producir.

El principio de funcionamiento del motor a reacción

Hasta 1937-1938, el británico Whittle y el alemán Ohain añadieron el diseño del compresor al diseñado por Ren Roland en el motor, el. el aire que ingresa al conducto de admisión está presurizado, desarrollando así un motor de turbina de gas más práctico y eficiente. Este tipo de motor consta principalmente de un dispositivo de admisión de aire, un compresor, una cámara de combustión, una turbina de gas y una boquilla de escape. Su principio de funcionamiento es: después de que el aire ingresa al motor desde el dispositivo de admisión de aire, el compresor lo comprime y lo sobrealimenta, luego ingresa a la cámara de combustión y se quema con el queroseno de aviación inyectado para formar gas de alta temperatura y alta presión, y Luego ingresa a la turbina de gas para expandirse y realizar trabajo, haciendo que la turbina gire a alta velocidad y saliendo impulsando el aire comprimido. Los gases emitidos por la turbina de gas generan el empuje del motor.

El 27 de agosto de 1939, un He-178 equipado con el motor HeS3B mejorado de Ohain realizó con éxito el primer vuelo en avión de la humanidad, anunciando así el comienzo de la era de los vuelos en avión. Este motor HeS3B es una mejora del motor HeS1 diseñado originalmente por Ohain. El empuje del banco aumenta de 265 daN a 490 daN.

Después de la Segunda Guerra Mundial, con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, basado en el éxito de Whittle y O'Hine, la familia de motores de turbina de gas en los motores de aviación creció rápidamente y los turbocompresores aparecieron uno tras otro. Los motores de hélice, los motores de turboeje, los motores de turbofan y los motores de turbofan, y con un rendimiento muy superior al de los motores de pistón, siguen siendo los caballos de batalla que impulsan a los aviones a volar. Además, además de en la industria de la aviación, las turbinas de gas también se utilizan ampliamente en la construcción naval, la energía eléctrica y otras industrias, convirtiéndose en un motor importante para el progreso y el desarrollo social.

Referencia

1. Análisis comparativo de estructuras típicas de motores de avión [M]. Beijing: Beihang University Press, 2011;

2. Motor de aviación: el corazón del avión [M]. Beijing: Aviation Industry Press, 2003;

3. Análisis estructural de motores de aeronaves[M]. Xi'an: Prensa de la Universidad Politécnica del Noroeste, 2006.