Motor de reacción
Un motor de reacción, reactor o jet (del inglés jet engine), es un tipo de motor que descarga un chorro de fluido a
gran velocidad para generar un empuje de acuerdo a las Leyes de Newton. Esta definición generalizada del motor a
reacción incluye turborreactores, turbofanes, cohetes, estatorreactores y motores de agua pero, en su uso común, el
término se refiere generalmente a una turbina de gas utilizada para producir un chorro de gases para propósitos de
propulsión.
Pruebas de un motor turbofán pratt & whitney f100 para un caza F-15
Eagle. El túnel de detrás de la tobera reduce el ruido y permite la salida de los gases.
Tipos de motores de reacción:
Existe una gran cantidad de diferentes tipos de motores a reacción, en los que todos obtienen propulsión mediante la
expulsión de fluidos a altas velocidades.
Motor de agua: Lanza un chorro de agua tras el barco. Puede funcionar sumergido, potente, menos dañino al medio
ambiente. Puede ser menos eficiente que una hélice, más vulnerable a los desechos.
Termorreactor: El motor a reacción de toma de aire más primitivo. En esencia, un motor de pistones con un turbocompresor
y una salida de gases. Pesado, ineficaz y poca potencia.
Turborreactor: Término genérico para un motor de turbina sencillo. Simplicidad del diseño, eficiente a velocidades supersónicas
(~Mach 2). Diseño básico, sin mejorar en rendimiento y potencia en vuelo subsónico, relativamente ruidoso.
Turbofán: La primera etapa del compresor muy aumentada para proporcionar un flujo de aire derivado alrededor del núcleo del motor
.Más silencioso debido a su mayor masa de flujo y menor velocidad total de salida, más eficiente para diversas velocidades
subsónicas, temperatura más baja de los gases de salida. Mayor complejidad (múltiples conductos), diámetro del motor grande,
necesidad de contener álabes pesados. Más expuesto a daños por objetos externos y hielo. La velocidad máxima está limitada
debido a la posibilidad de ondas de choque que dañen el motor. La forma más común de reactor en el 2007, utilizado por aviones
de línea como el Boeing 747 y aviones militares.
Turbohélice: (similar al Turboeje). Estrictamente no es un reactor completo: una turbina de gas es utilizada como planta motriz para
mover una hélice o eje en caso de un helicóptero.Muy eficiente a velocidades subsónicas bajas (alrededor de 400-500 km/h).
Velocidad máxima limitada en aviones, algo ruidoso, transmisión compleja.
Propfan. Motor turbopropulsor que mueve una o más hélices. Similar a un turbofan. Alta eficacia de combustible, potencialmente menos
ruidoso, podría liderar el vuelo comercial a alta velocidad, popular durante los años 1980 durante las crisis de combustibles.
El desarrollo de motores propfan ha estado muy limitado, generalmente más ruidoso que los turbofans, complejo.
Estatorreactor (ramjet en inglés). El aire de entrada es comprimido completamente por la velocidad y su forma divergente.
Muy pocas partes móviles, alcanza velocidades de Mach 0,8 a 5 o más, eficiente a alta velocidad (Mach 2,0 o mayor),
el motor a reacción de entrada de aire más ligero con relaciones de empuje-peso de hasta 30 a velocidades óptimas.
Debe tener una velocidad inicial alta para su funcionamiento, ineficiente a velocidades bajas debido a su baja relación de
compresión, generalmente con una limitada variación de velocidades, el flujo en las tomas de aire debe ser reducido a
velocidades subsónicas, ruidoso, relativamente difícil de probar.
Scramjet. Similar a un estatorreactor sin un difusor, el flujo de aire permanece a velocidades supersónicas durante todo
el motor. Pocas partes mecánicas, puede operar a velocidades muy altas (Mach 8 a 15) con buena eficacia.4
Aún en fase de desarrollo, necesita de una velocidad inicial muy alta (Mach 6 o más) para funcionar, problemas de
refrigeración, relación empuje-peso muy pobre (~2), complejidad aerodinámica muy alta, dificultades en las estructuras.
Pulsorreactor: El aire es comprimido y quemado de forma intermitente en lugar de modo continuo. Algunos diseños
en los diseños que las utilizan se desgastan rápidamente.
Motor de detonación de pulso: Similar al pulsorreactor, pero la combustión ocurre como una detonación en lugar de una
deflagración, puede necesitar o no válvulas. Máxima eficiencia teórica del motor Muy ruidoso, las partes expuestas a
una fatiga mecánica extrema, difícil de comenzar la detonación, sin ser práctico para el uso actual.
Cohete: Lleva todo los propelentes a bordo, emite un chorro para su propulsión. Muy pocas partes móviles, alcanza
velocidades de Mach 0 a 25 o más, eficiente a muy altas velocidades (Mach 10 o más), relación empuje-peso mayor de
100, sin entradas de aire complejas, alta relación de compresión, salida de gases a velocidades hipersónicas muy altas,
buena relación empuje-coste, relativamente fácil de probar, trabaja en el vacío. Necesita grandes cantidades de
propelentes, un impulso específico muy bajo (generalmente entre 100 y 450 segundos). Altas tensiones termales
en la cámara de combustión que pueden dificultar su reutilización. Generalmente requiere un oxidante que aumenta
los riesgos, extremadamente ruidoso.
Cohete aumentado de aire: Esencialmente un estatorreactor donde el aire de entrada es comprimido y quemado con
los gases de salida de un cohete. Alcanza velocidades de Mach 0 a Mach 4,5+ o (también puede ser utilizado fuera
de la atmósfera), buena eficacia entre Mach 2 y 4. Eficiencia similar a los cohetes a baja velocidad o fuera de la
atmósfera, dificultades en las tomas de aire, un tipo relativamente poco desarrollado e investigado, problemas con la
refrigeración, muy ruidoso.
Turbocohete: Un turborreactor donde un oxidante adicional, como el oxígeno, es añadido al flujo de aire para incrementa
la altitud máxima. Muy próximo a diseños existentes, funciona a cotas muy altas, un amplio rango de velocidades y
altitudes posibles. La velocidad limitada en el mismo rango que la del turborreactor, el transporte del oxidante como
óxigeno líquido (LOX) puede ser peligroso.
Reactores pre-enfriados / LACE: El aire de entrada es enfriado a temperaturas muy bajas en la toma antes de pasar a
través de un estatorreactor o turborreactor. Fácil de probar en tierra. Relaciones de empuje-peso muy altas son posibles
(~14) junto con una buena eficacia de combustible en un amplio rango de velocidades, puede alcanzar velocidades de
Mach 0 a 5,5 o más, esta combinación puede permitir su lanzamiento a órbita o viajes intercontinentales muy rápidos.
Sólo existe como prototipos de laboratorios. Algunos ejemplos son RB545, SABRE, ATREX
