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Efecto de las Condiciones de Vuelo: Cálculo de Actuaciones Simplificadas
⎧P
⎪
Problema de diseño : Problema de diseño
: ⎨y
⎪
⎩T
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
Parámetros independientes
Parámetros independientes
Cada punto de las curvas representa un motor distinto
p
p
En un motor construido cuando varía la altura y velocidad de vuelo
⎧P
⎪
⎨y
⎪T
⎩
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
No son independientes
Relación de compresión en función de las condiciones de vuelo :
γ −1 γ −1
⎛ V02
τc ⎞
⎛ γ −1 2 ⎞ γ γ
+
P = ⎜1 +
M 0 ⎟ π d π c = 1 + η 'c ⎜
⎟
⎜
⎟
2
2
C
T
C
T
⎝
⎠
p 0 ⎠
⎝ p 0
τ c = f (v0 , altura, y......)
Problema de actuaciones
Ref.:
José Luis Montañes. Motores de Reacción. Apuntes ETSIA
http://aristoteles.gate.upm.es/moodle/course/view.php?id=142
Actuaciones Simplificadas:
aerorreactores convencionales : T4t constante τc constante
⎛ V02
τc ⎞
P = 1 + η 'c ⎜
+
⎜ 2C T C T ⎟⎟
p 0 ⎠
⎝ p 0
Rendimientos (excepto difusor) ≈ constantes γ −1 γ −1
⎛ V02
τ ⎞
⎛ γ −1 2 ⎞ γ γ
P = ⎜1 +
M 0 ⎟ π d π c = 1 + η 'c ⎜
+ c ⎟
⎜ 2C T C T ⎟
2
⎝
⎠
p 0 ⎠
⎝ p 0
ωn =
Wn
1
1⎞
⎛
=
η 'e η 'c T − P ) ⎜1 − ⎟
(
G C p T0 η 'c
P⎠
⎝
ηM = ηq
1⎞
⎛
⎟
P⎠
⎝
η 'c (T − 1) − ( P − 1)
(η 'e η 'c T − P ) ⎜1 −
Efecto de las variables de diseño en las actuaciones
Impulso
Impulso
Consumo específico
Consumo específico
CÁLCULO
Á
DEL GASTO DE AIRE
G = f (γ )
P5t A8
donde
RT5t
T4t = cte ⇒ τ c = cte
⎛ 2 ⎞
f (γ ) = γ ⎜
⎟
⎝ γ +1⎠
γ +1
2( γ −1)
T5t ≈ T4t − τ c C p = cte
⎛ γ −1 2 ⎞
M0 ⎟
1+
G P5t π c ' P0 ⎜⎝
2
⎠
= * = *
=
*
G
P5t π c ' P0
⎡
⎛
⎞ ⎤
*
T0 ⎜ π c − 1⎟ ⎥
⎢
⎜
⎟ ⎥
⎢
⎝
⎠
π c = ⎢1 +
⎛ γ −1 2 ⎞ ⎥
⎢ ⎜1 +
M 0 ⎟ T0 ⎥
2
⎠ ⎥
⎢ ⎝
⎣
⎦
γ −1
* γ
γ
γ −1
γ
γ −1
⎡1 − 0, 076 ( M 0 − 1)1,35 ⎤ π c
⎣
⎦
π c*
⎡ γ −1 2 ⎛
⎞ ⎤
M 0 + ⎜ π c − 1⎟ θ ⎥
⎢1 +
⎜
⎟ ⎥
2
⎢
⎝
⎠
=⎢
⎥
γ −1 2
+
M
1
⎢
⎥
0
2
⎢
⎥
⎣
⎦
γ −1
* γ
γ −1
* γ
⎡
⎤
G ⎡
1,35 ⎢
⎤ 1 + γ − 1 M 02 + π c − 1 ⎥
=
−
−
1
0,
,
076
M
1
(
)
0
⎦⎢
G* ⎣
2
θ ⎥
⎢⎣
⎥⎦
γ
γ −1
δ
γ
γ −1
δ
π c*
Funcionamiento usual de los turborreactores : turbina crítica
G T4t
P4t
G T4t
P4t
=
=
P4t
G
=
G* P4*t
Γ ( γ ) A4
R
= cte
G * T4*t
P4*t
T4*t P4t
=
T4t P4*t
Gasto de aire
Gasto de aire
Empuje : E = GI
Consumo de combustible
Resumen
Rendimientos motor, propulsor y global del turborreactor función de la velocidad de vuelo
M0 < 1
ηp
M0 >>1
Estatorreactor
ηM ~
π23
ηΜp
T4t
desacoplar
p ηp y ηM
limite π23 = 1
T4t = (T4t) fest.
Comportamiento ideal del estatorreactor
Comportamiento ideal del estatorreactor