Turborreactores teoría, sistemas y propulsión de aviones

Oñate, Antonio Esteban

Turborreactores teoría, sistemas y propulsión de aviones Antonio Esteban Oñate - [1ª?] ed. - Madrid Sumaas - 502 p. gráficos

Notas y comentarios, al final de cada capítulo Tablas, apéndices e índice alfabético, al final del libro

Referencias bibliográficas p. 486-489

Leyes del movimiento. Mecanismo de la propulsión. Motores y propulsores. Motores de reacción. Turborreactores. Tipos de turborreactores. Generador de gas Teoría de la propulsión y sistemas propulsivos Ciclo termodinámico de los turborreactores. Fuerza de empuje de los turborrreactores. Parámetros fundamentales de los turborreactores. Empuje específico. Consumo específico de combustible.Conceptos de temperatura y presión total. Temperatura de turbina. Rendimientos termodinámico. Rendimiento propulsivo. rendimiento motopropulsor o global.
Parámetros fundamentales de los turborreactores : Introducción. El turborreactor básico. Definición. Evolución del fluido en el turborreactor básico. Evolución en la toma de aire. Evolución del aire en el compresor. El proceso de combustión. Evolución en la turbina. Evolución en la tobera de salida. El diagrama de calidad del turborreactor básico. Actuaciones del turborreactor. Turborreactor de referencia. Variación del gasto del aire. Variación del empuje específico. Variación del empuje. Variación del consumo específico de combustible. El turborreactor con postcombustión. Definición y límites de la postcombustión. Componentes del posquemador. Estaciones del posquemador. Análisis termodinámico de la postcombustión.
Variación del área de salida. Inyección de líquido Termodinámica del turborreactor básico : Introducción. Estaciones del motor.Tipos de turbohélices. Reductor de hélice. Evolución del fluido en el turbohélice. Potencia equivalente. Consumo específico de combustible. Ejemplos prácticos. Diagrama de calidad del turbohélice Termodinámica del turbohélice : Introducción. Índice de derivación. Clasificación de los motores de doble flujo. Incremento ideal de empuje del motor de doble flujo. Diagrama de calidad. Actuaciones del motor de doble flujo. Turbofan de flujos de salida mezclados. Turbofan con postcombustión. Turbofan con combustión en el flujo secundario. Termodinámica del motor de doble flujo : Tomas de aire. Función y requisitos. Los procesos de difusión. Conceptos de tomas de aire supersónicas. Toma de compresión externa. Toma de compresión externa-interna (mixta). Toma de compresión interna. Tomas axisimétricas y bidimensionales. Número de Mach de la corriente a la entrada del compresor. Coeficiente de recuperación de presión total de la toma de aire. Regímenes de funcionamiento de las tomas supersónicas. Régimen subcrítico. Régimen crítico. Régimen supercrítico. Denominación de las tomas de aire supersónicas. Adaptación de las tomas de aire supersónicas. Efectos de la inadaptación de la toma en las condiciones de vuelo. Términos de resistencia aerodinámica de la toma de aire. Comparación de las tomas de aire supersónicas. Resitencia de carena y recuperación de presión. sangrado de capa límite. radio de acción de aeronave. Funcionamiento con ángulo de ataque. Toma mixta de bajo flujo sangrado. Conclusión. Tomas de aire supersónicas : Función y requisitos. esquema del flujo en la toma de aire. Parámetros geométricos de la toma de aire subsónica. perfiles subsónicos. El proceso de difusión. Tomas de aire subsónicas : Función y tipos de compresores. Aerodinámica del compresor axial. Arquitectura y principios de funcionamineto. Variación de la velocidad axial. Zonas de presión. Pérdida de compresor. Triángulos de velocidades. Factores que influyen en la pérdida de compresor. Triángulos de velocidades. Factores que influyen en la pérdida de compresor. Elementos de geometría variable y su actuación. Alabes guía de entrada y válvulas de sangrado. Mapa del compresor. Definición. Línea de pérdida o de inestabilidad del compresor. Propiedades aerodinámicas del compresor axial. Aumento de presión en una etapa de compresor axial. Deflexión de la corriente. Factor de difusión o carga aerodinámica. Grado de reacción de una etapa de compresor. Propiedades geométricas del compresor axial.Gasto de aire admisible.Forma del compresor axial. Compresor axial transónico. generalidades. Etapa de compresor transónico. Definición. Limitaciones de la etapa axial transónica. Esquema de flujo de la etapa axial transónica. actuaciones de la etapa axial transónica. Compresor centrifugo. Generalidades. Arquitectura del compresor centrífugo. Principios del funcionamiento. Principios de aerodinámica del compresor centrífugo Compresores : Función de la cámara de combustión. Arquitectura y tipos de cámaras. Zonas de trabajo de la cámara de combustión. Esquema del flujo en la cámara de combustión. Actuaciones de la cámara de combustión. Rendimiento de combustión. Pérdida de presión total. Reencendido en vuelo. Perfil térmico de salida de la cámara. Durabilidad. temperatura del forro. Cámaras de combustión : Introducción. Tipos de turbinas y constitución. Aerodinámica de la turbina axial. Introducción. Funcionamiento aerodinámico del escalón. Clasificación de las turbinas axiales. Esquema del flujo en la turbina. Turbina de impulso. Turbina de reacción. Turbina de reacción pura. Triángulos de velocidades en un escalón de turbina. Notación. Potencia en el eje de la turbina. Potencia en el eje de las turbinas de impulso y reacción. Coeficientes de potencia. Carga aerodinámica del escalón. Número de escalones de una turbina. Organización práctica del escalón de turbina. Influencia del trabajo del escalón en la configuración del grupo de turbina. Aerodinámica de la turbina refrigerada. Generalidades. La relación de compresión y su influencia en la turbina refrigerada. Disminución de la capacidad refrigerante del aire. Necesidades de refrigeración de la cámara. Complejidad de fabricación. Métodos de refrigeración. Método de convección. Método de convección forzada.Refrigeración por película de aire. Método de transpiración. Potencial de los métodos de refrigeración. Aspectos aerodinámicos de la turbina refrigerada. Ángulo de inyección del flujo de refrigeración. Posición de los orificios de inyección.Aspectos geométricos de la turbina refirgerada. Influencia del diseño de la cámara en la turbina de alta temperatura. Factor de distribución de temperatura. El sistema de refrigeración. Turbinas : Función y requisitos. Aerodinámica interna de la tobera. Grado de expansión en la tobera. Influencia del grado de expansión en el diseño de la tobera. Eyectores. Constitución aerodinámica y función del eyector. Esquema del flujo en el eyector. Configuraciones mecánicas de toberas de salida. Aspectos aerodinámicos de la instalación de toberas. Toberas de salida Introducción. Acoplamiento compresor -turbina. Línea de funcionamiento del motor. Representación gráfica. Turborreactor básico. El proceso de aceleración. Influencia de la tobera de área de salida variable. El turborreactor de dos ejes con área de salida fija..Compresores de doble eje. Mapa de los compresores. Líneas de funcionamiento: Compresor de baja presión. Compresor de alta presión.
El turborreactor de dos ejes con área de tobera de salida variable.
Línea de funcionamiento de otros motores: turbofán. Trubohélice.Motores triaje Estudio de los turborreactores en régimen estabilizado : Definición. Requisitos del sistema de regulación. Nota histórica. Análisis de los requisitos de regulación: Línea de pérdida. Línea de temperatura de turbina. Línea de puesta en marcha y aceleración hasta ralentí. Línea de aceleración. Línea de extinción de la combustión. Línea de velocidad mínima. Línea de sobrevelocidad.
Sistema de regulación. Secciones del sistema de regulación. Componentes básicos de las sección computadora: regulador de velocidad. sensores de temperatura. Sensores de presión.
Sección medidora. Válvula medidora de combustible.
Descripción de una unidad simple.
Reguladores electrónicos. Generalidades. Nota histórica. Modo de operación de los reguladores electrónicos. Arquitectura básica de un regulador electrónico.
Pirometría en la regulación de los turborreactores.
Actuación del pirómetro en un sistema motopropulsor: Sistema indicador. Integración en el sistema de regulación del motor.
Por qué y cuando el regulador electrónico Fundamentos de la regulación de turborreactores : Generalidades. Posición del choque y necesidades de aire en el motor: Difusor divergente. Difusor de compresión externa con punta cónica. Difusor de compresión externa-interna.
Regulación de la posición del choque.
Formas de regulación de la posición de choque. Criterios de definición de perturbaciones ligeras y fuertes. El sistema de regulación de perturbaciones ligeras. Regulación por ajuste rápido de las revoluciones. Regulación por ajuste rápido de las válvulas de derivación.
Válvulas de derivación.
Puesta en marcha del difusor.
Regulación de perturbaciones fuertes.
Regulación de las tomas de aire supersónicas : Introducción. Fuentes de distorsión del flujo de entrada. Efectos de la distorsión del flujo de entrada en el motor.
Modelos geométricos de distorsión. Distorsión de presión circular. Distorsión de presión radial. Distorsión térmica circular.Distorsión térmica radial.
Modelos aerodinámicos de distorsión. Distorsión estacionaria de presión. Distorsión dinámica de presión. Distorsiones térmicas.
Índice de distorsión. Distorsión del flujo de entrada. Fundamentos y efectos en el motor Elementos de metalotecnia.
Metales. Estructura de los metales. Propiedades químicas de los metales. Oxidación.Corrosión. Propiedades mecánicas de los metales. Módulo de elasticidad. Límite elástico. Carga de rotura.Ductilidad y fragilidad. Factores físicos y compartimiento de los metales. Temperatura.Permanencia de la carga. Fluencia. Cargas cíclicas. Fatiga. Fatiga térmica. Aleaciones de titanio. Superaleaciones. Corrosión en caliente de las superaleaciones. Condiciones operativas. El proceso de corrosión en caliente. Revestimientos protectores. Solidificación direccional. Materiales compuestos. Constitución. Propiedades. LImitaciones y fabricación.
Condiciones generales de aplicación de materiales en turborreactores.
Materiales para compresores. Condiciones operativas.Daños por objetos extraños. Vibración. Fatiga. Métodos de amortiguación de vibraciones.
Selección de materiales. Materiales para álabes. Materiales para discos de compresor..
Materiales para cámaras de combustión.Condiciones operativas. Selección de materiales.
Materiales para turbinas. Condiciones operativas. Älabes del estator. Álabes del rotor.. Discos de turbina.
Selección de materiales .Álabes del estator. .Álabes del rotor. Discos de turbina. Materiales para turborreactores. Propiedades y selección en el marco de las características mecánicas del motor Introducción. Combustibles derivados del petróleo. Propiedades de los combustibles. Volatilidad. Estabilidad térmica. Peso específico. Poder calórico. Punto de inflamación. Punto de cristalización. Azufre. Propiedades de combustión. Aditivos.
Tipos de combustibles y sus aplicaciones.
Combustibles sintéticos. Extracción del crudo sintético. Requisitos de hidrogenación de los crudos sintéticos.
Líquidos criogénicos: metano e hidrógeno líquidos. Combustibles para turborreactores : Objeto de la lubricación.
Lubricación hidrodinámica y límite.
Propiedades de los lubricantes.
Lubricantes para turborreactores. El grupo de esteres dibásicos. Lubricación y lubricantes : Puesta en marcha de los turborreactores. Características de estrangulamiento de los turborreactores. El ciclo de arranque. Tipos de arrancadores.
Accesorios del sistema de combustible. Descripción de componentes. Bomba. Fluxómetro. Válvula de presurización y drenaje.. Intercambiador de calor. Filtración y filtros.
Inyección e ignición. Inyección. Inyectores de presión..Atomización por aire. Ignición. Sistema de baja tensión. Sistema de alta tensión.
Sistema de lubricación del turborreactor. Rodamientos. Sistema de lubricación. Bomba de aceite. Filtro y regulador de presión. Circuito de aceite. Separador de aire. Rodamientos. Vida y capacidad de carga de los rodamientos. Rodamientos para motores avanzados. Efectos de la alta velocidad de giro. Características del lubricante y lubricación.
Sellos.
Sellos. Sellos del árbol motor. Tipos de sellos. Sellos del conducto de paso.
Sistema antihielo.
Sistema de inversión de empuje. Instrumentación y control del turborreactor. Tacómetro. Relación de presión del motor (EPR). Temperatura de gases de escape. Indicador EGT. Indicador de presión y temperatura de aceite. Palanca de corte de combustible. Mando de gases. Sistemas asociados del turborreactor : Definición. Regímenes de los turborreactores comerciales subsónicos.
Regímenes de los turboreacctores comerciales supersónicos.
Regímenes de los turborreactores militares.
Regímenes para turboejes (helipcóteros).
Regímenes de turborreactorespara aviación de despegue y aterrizaje vertical (VYOL).
Régimen plano de empuje de los turborreactores comerciales Regímenes de los turborreactores : Definición del problema de ruido.
Índicies de medida del nivel de ruido.
Regulación FAR 36.
Generación de ruido en turborreactores.. Compresores con velocidades periféricas subsónicas. Compresores con velocidades periféricas supersónicas. Chorro de gases de salida.
Tecnología de la reducción de ruido en turborreactores. Tecnología de sistemas. Elementos de aeroacústica. Tratamiento acústico. El forro acústico. Problemas de instalación.Bloqueo de la toma de aire. Toberasmultitubulares.
Técnicas de vuelo y amortiguación de ruido Ruido y tecnología de la reducción de ruido en turborreactores : Introducción.
Definición e información general. ÍNdice de emisión. Índice de humo. Clasificación (EPA) de los truborreactores. Ciclo de vuelo normalizado.
Emisiones de los turborreactores.
Emisiones en ralentí. Emisiones en despegue y crucero. Humo. Emisiones de posquemadores.
Tecnología de la reducción de emisiones. Reducción de las emisiones de ralentí. Reducción de las emisiones en despegue y crucero. Adición de diluyentes. Prevaporización del combustible. Cámaras multicelulares. Emisión de contaminantes : Introducción. Mecánica de vuelo del avión STOL.
Sistemas de propulsustentación. Definición.clasificación. Cronología y descripción de sistemas. "Jet Flap". Ala eyectora. Soplado bajo el ala (UTW). Soplado sobre el ala (OTW).
Características de la propulsión de aviones STOL.
Propulsión del ala eyectora. .
Propulsión de los sistemas de soplado externo de flaps. Motores QCSEE. Propulsión UTW. Propulsión OTW.
Mecánica y actuaciones del ventilador de paso variable. Características de la inversión de empuje de aviones STOL. Actuaciones de la toma de inversión.. Areodinámica del ventilador de paso variable Propulsustentación : Introducción. Factores de productividad de una aeronave. Técnicas estructurales. Técnicas aerodinámicas. Aerodinámica subsónica. Introducción al perfil supercrítico. Areodinámica tránsónica. Aerodinámica supersónica. Motopropulsión.
Propulsión económica mediante cambios radicales de la filosofía de diseño. Categorías de los sistemas de propulsión no convencionales.
Turborreactor "helifan" (prop-fan). Aerodinámica del "helifan". Aspectos acústicos del turborreactor "helifan". Aspectos estructurales. Aspectos operativos.
Ciclos regenerativos.
Motores de ciclo variable. Introducción. Definición y funciones básicas de los motores de ciclo variable. Aplicación del concepto de ciclo variable en el campo subsónico de vuelo. Aplicación del concepto de ciclo variable en el campo supersónico de vuelo. Descripción de los motores. Evaluación de los motores de ciclo variable. Requisitos técnicos de la propulsión por ciclo variable Bases de la propulsión económica de aviones :

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