Máquinas/Exploración de 5 min

¿Cómo funciona un motor a reacción?

Un motor a reacción comprime el aire, quema combustible y expulsa el gas más rápido de lo que entró, y así produce empuje.

En el turborreactor de un solo eje que modela esta página, un compresor eleva la presión del aire, el combustor le añade la energía del combustible, una turbina montada en el mismo eje toma justo la energía necesaria del gas caliente para mantener girando el compresor, y la tobera acelera lo que queda. La mayor parte del escape es aire que no se quemó: NASA Glenn cita unas 100 libras de aire por segundo por cada 2 libras de combustible.

¿Por qué un motor a reacción necesita tanto una turbina como una tobera?

Modelo 3D

Explora el modelo y sigue sus piezas en movimiento.

Lee la explicación completa ↓
Arrastra para girar · Pellizca o Ctrl + rueda para ampliar · Selecciona una pieza
Vista del conjunto

Qué debes recordar

La turbina mantiene el compresor en funcionamiento. La tobera convierte la energía residual del escape en un chorro más rápido.

¿Cuál es la función esencial de la turbina en este motor simplificado?

Sigue la explicación

Volver al modelo ↑

Cómo funcionan juntas las piezas

  1. Comprime el aire entrante

    Los álabes del rotor azul añaden energía al aire. Entre ellos, las filas de estatores plateados permanecen fijas al carenado y redirigen el flujo. Juntas, las etapas elevan la presión. Ajusta el ángulo del eje para distinguir las filas móviles y fijas.

  2. Añade energía en el combustor

    Observa la cámara en forma de anillo entre el compresor y la turbina. El eje pasa por su centro, fuera del paso de la combustión. Los inyectores alimentan la cámara; las formas naranjas indican la adición de calor, no llamas calculadas.

  3. Cierra el ciclo energético

    Aísla el rotor. Las ruedas de turbina color cobre y las ruedas de compresor azules comparten un eje. Pausa y ajusta su ángulo: las dos palas índice doradas giran exactamente el mismo ángulo. Estos marcadores pintados te ayudan a seguir el movimiento. El gas caliente impulsa la turbina, y el eje transmite esa potencia de vuelta al compresor.

  4. Acelera el escape restante

    Después de la turbina, el escape pasa alrededor del cono trasero y a través de la salida convergente. La tobera convierte la energía residual del gas en velocidad del escape. Aquí se muestra su forma; no se calculan la velocidad del gas ni el empuje.

Las piezas principales

Entrada
Guía el aire exterior hacia el núcleo del motor. Este corte comienza su historia en la entrada en lugar de modelar una toma de aire de aeronave.
Compresor
Filas de álabes giratorios y fijos elevan la presión del aire antes de que llegue al combustor.
Combustor
Los inyectores de combustible alimentan una cámara anular: un anillo alrededor del eje central, no una llama a través de él. La combustión añade energía al aire comprimido. Las formas naranjas son una señal térmica, no llamas simuladas ni lecturas de temperatura.
Turbina
El gas caliente hace girar los álabes de la turbina. La turbina y el compresor están unidos por el mismo eje central en este esquema de un solo eje.
Eje central
Transfiere potencia mecánica desde la turbina de vuelta al compresor. El modelo muestra un solo eje, no un motor de múltiples ejes.
Tobera
Configura el paso del escape. La tobera acelera el gas caliente residual; esta lección no calcula el empuje.

Preguntas que vale la pena explorar

¿Por qué un motor a reacción necesita una turbina y una tobera?

Se reparten la energía del gas caliente de forma distinta. La turbina funciona como un molino de viento: extrae energía del flujo y la devuelve por el eje central para hacer girar el compresor. Deja en el gas energía suficiente para que la tobera lo acelere, y como la velocidad de salida es mayor que la del aire que entra, el motor empuja hacia delante. Este modelo muestra el relevo de energía, pero no calcula el empuje.

NASA Glenn · Turbojet enginewww.grc.nasa.gov

¿Qué ocurre dentro del combustor?

El combustible se mezcla con el aire de alta presión del compresor y se quema. La cámara es un anillo alrededor del eje central, así que el eje pasa por el centro sin tocar la llama. Un revestimiento perforado ayuda a mezclar combustible y aire. Los motores más antiguos usaban cámaras individuales, y algunos usan un diseño intermedio de cámaras en anillo. Las formas naranjas del modelo son una señal de calor, no llamas ni temperaturas simuladas.

NASA Glenn · Combustor and annular linerNASA Glenn · Turbojet engine

¿Por qué los motores a reacción modernos usan muchas etapas de compresor?

Una etapa axial sube la presión solo un factor de 1,2 aproximado, pero las etapas se apilan, así que ocho dan unas 4,3 veces. Una sola etapa centrífuga llega a unas 4, pero apilarlas es difícil porque el flujo debe volver al eje en cada una y el motor resulta más ancho. Por eso los motores grandes usan filas de álabes giratorios y fijos, como en este corte. El número y la forma de los álabes aquí son ilustrativos.

NASA Glenn · Compressors

¿En qué se diferencia un turbofán del turborreactor que se muestra aquí?

Un turbofán rodea el núcleo con un ventilador en un segundo eje, así que tiene dos ejes. Parte del aire pasa por el ventilador y rodea el núcleo, y el motor obtiene empuje tanto del núcleo como del ventilador. Como el núcleo quema casi el mismo combustible, el turbofán da más empuje por unidad de combustible, y por eso lo usan casi todos los aviones comerciales. Este modelo tiene un solo eje y ningún ventilador.

www.grc.nasa.gov

Un descubrimiento lleva a otro.

VueloEl ala que gira alrededorEnergíaDentro de una turbina PeltonEnergíaUn reservorio de roca caliente puede impulsar un ciclo de potenciaMáquinasEl motor Stirling