Evolución Sistemas Propulsivos

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Evolucin de los Sistemas PropulsivosEquipo : BERNAL OROZCO RAULSANVICENTE VELAZQUEZ JORGEPONCE DE LEON RUIZ CLAUDIO ROGELIOMALAGON MORA GERARDOGONZALES HERREAR ANDREA

Hermanos WrightEl 17 de Diciembre de 1903 los hermanos Orville (1871-1948) y Wilbur (1867-1912) Wright efectuaron en Kitty Hawk, Carolina del Norte los primeros vuelos tripulados de un aeroplano propulsado por motor.El motor diseado por los Hermanos Wright y construido por su mecnico Charles Taylor, era de configuracin similar a los de automvil de 4 cilindros verticales, capaz de desarrollar 12 HP a 1.090 RPM y encendido por magneto de baja tensin; tena un peso de 109 kilos y accionaba 2 hlices colocadas lateralmente en sentido inverso.La relacin potencia/peso era pequea, de 1:15, pero puede considerarse el motor pionero en la aeronutica, siendo caracterstica la dimensin de sus cilindros de 4 pulgadas de dimetro e igual carrera, esto es, cilindros denominados "cuadrados", refrigerados por agua y las culatas refrigeradas por aire.

Motor de los hermanos Wright

Primeros aos de la aviacin1906 Santos Dumont, efectu el 17 de Septiembre de este ao un despegue con un avin denominado Santos Dumont 14 bis, propulsado por un motor Antoinette de 8 cilindros, desarrollando 24 CV.Santos Dumont efectu varios vuelos los das 23 de Octubre y 12 de Noviembre, recorri 220 metros en 21 segundos y se efectuaron en Bagatelle. Estos vuelos fueron reconocidos como los primeros en Europa, propulsados por motorGnomeEl motor francs "Gnome" era un motor rotativo en el cual el escape se efectuaba por una vlvula situada en la culata del cilindro. Introdujo refrigeracin por aire como una forma de eliminar la instalacin de tuberias y aligerar el peso. La admisin en este motor se efectuaba por una vlvula instalada en el mbolo. Esta solucin era satisfactoria porque al ser el motor del tipo rotativo la admisin y el escape estaban favorecidos por la accin de la fuerza centrfuga. Se abandon esta disposicin, adems de por los problemas del par giroscpico del motor al girar.

Motor Gnome

Motor AnzaniComo caractersticas mecnicas de este motor Anzani, pueden citarse: la apertura automtica de las vlvulas de admisin, y la actuacin mecnica de las vlvulas de escape. Para el vuelo del Blriot XI sobre el Canal de la Mancha, el avin llevaba bateras de reserva para evitar un posible fallo en el sistema de encendido. La relacin potencia/peso, era de 1 a 6, valor ste de orden de magnitud medio entre el primer motor de los hermanos Wright y el correspondiente a los avanzados diseos del tipo de motor Centaurus.Motor Anzani

En el motor rotativo aplicable a aviacin, la hlice est pues, unida al crter. Motores rotativos propulsaron aviones como el Sopwith Camel, Nieuport y otros similares. La ventaja de la ligereza de los motores rotativos, al comienzo de la I Guerra Mundial, fue alcanzada por motores de automvil en los que se incluyeron mejoras, apareciendo motores de aviacin refrigerados por agua con cilindros dispuestos en "V"; no obstante, los motores rotativos fueron la base de los motores en estrella ampliamente desarrollados despus. A partir de 1909, los motores Antoinette y Renault, van provistos de reductor y con hlices de paso regulable en tierra. Motores celebres de 1909Motores caractersticos que propulsaron aviones clebres en este ao de 1909 fueron: - Motor Antoinette de 50 CV, 8 cilindros (sobre aviones Voisin-Delagrange II y III, Voisin-Farman I-bis, Bleriot, VIII bis, Ferber IX "Antoinette III", Gasnier I, Antoinette IV, Cody I-B, Zipfel, Voisin "Moore-Brabazon", Antoinette V y Robart). - Motor Antoinette de 100 CV, 16 cilindros (sobre avin Bleriot IX). - Motor Curtiss de 40 HP, 8 cilindros, refrigerado por aire (sobre avin AEA "Red Wing", "Whitte Wing" y "June Bug"). - Motor Curtiss de 50 HP, 8 cilindros en V, refrigerado por agua (sobre avin AEA "Silver Dart").

- Motor Dutheil-Chalmes de 20 CV, 2 cilindros (sobre avin Koechiln De Pischoff). - Motor Ellehammer de 35 CV, 6 cilindros radiales (sobre avin Ellehammer IV). - Motor Renault de 50 CV, 8 cilindros (sobre aviones Voisin-Farman I bis y Goupy I). - Motor R.E.P. de Esnault Pelterie de 60 CV, 7 cilindros sobre avin monoplaza R.E.P. 2) - Motor Vivinus de 50 CV, 8 cilindros (sobre avin De Caters). - Motor Wright de 30 HP, 4 cilindros (sobre aviones Wright A "France" y "Fort Myer").

Durante la primera guerra mundial se hizo evidente que los cilindros simples de hierro fundido haban llegado a su lmite, por lo que la Royal Aircraft Factoryde Gran Bretaa haba empleado Prof. AH Gibson, asistido por Samuel D.Heron, para desarrollar cilindros refrigerados por aire ms eficaces. En 1918 haban construido y probado cilindros de acero con cabezas de aluminio fundido atornilladasen ellos, que tenan mejores capacidades ms altas que cualquier cilindro hierro fundidocilindro, Sin embargo, el uso prctico de los cilindros con cabeza de aluminio en Gran Bretaa se retras por un desarrollo paralelo, a partir de 1917, debido al uso de motores radiales refrigerados por aire con cilindros de acero de cabeza plana coronada por un ensamblaje vlvula-puerto hecha de hierro fundido o aluminio.

TurbocompresorLa General Electric construye bajo la direccin del Dr. Sanford A. Moss el primer turbocompresor para sobrealimentacin, utilizando la energa de los gases de escape de un motor alternativo de explosin. La idea era del Ingeniero francs Rateau y el primer turbocompresor de este tipo fue utilizado en Mayo de 1918 en un motor Liberty con ensayos desde el nivel del mar en Dayton (Ohio) hasta 14.000 pies en Pike's Peak, Colorado. Los motores diesel construidos por Beardmorc y Maybachhan utilizado de forma experimental en algunos dirigibles rgidos durante la dcada de 1920. Los utilizados operacionalmente a bordo del Hindenburg y su poco conocida gemelo, el Graf Zeppelin II, eran fabricados por Daimler-Benz. El primer motor diesel para alimentar un avin era un Packard radial refrigerado por aire diseado por LM Woolson, que muri en un accidente (debido al mal tiempo) de un avin propulsado con uno de estos motores antes de que completara el desarrollo1922 Se fabrica este ao el motor de 14 cilindros en doble estrella Armstrong Siddeley "Jaguar" de 360 HP a 2000 RPM, primer motor de culatas semiesfricas y realmente el primer motor de doble estrella que funcion satisfactoriamente. Tambin comienza este ao la fabricacin del motor Lawrence J-l, de 9 cilindros en estrella produciendo 200 HP a 1800 RPM. En el mes de Agosto de 1925 se funda la Pratt-Whitney. Ocho meses despus sala de su factora de Hartford (Connecticut), el primer motor: el Wasp, de 425 HP, pesaba 650 libras; una buena relacin potencia/peso para aquel entonces.

Mayo de 1937 se introduce el Wright R-3350 Duplex-Cyclone fue uno de los motores aeronuticos radial ms potentes producidos en Estados Unidos. Era un motor radial de 18 cilindros en doble fila, sobrealimentado y refrigerado por aire. La potencia que ofreca variaba entre los 2.200 y 3.700 hp (1.640 a 2.760 kW), dependiendo del modelo. Su desarrollo comenz antes de la Segunda Guerra Mundial, pero el diseo requiri mucho tiempo para madurar y finalmente ser empleado para propulsar el bombardero estratgico Boeing B-29 Superfortress.

Aos 40sEn 1940 se desarrollo un motor en V muy inovador., conocido como Argus AS 410 A-1.Este motor era de 12 cilindros, este motor era innovador por que se diseo en V pero invertido refrigerado con aire.Este era muy uniforme a 3100 R.PM.Este motor se utilizo en el avion Focke-Wulf Fw 189 Uhu que fue un avin de reconocimiento tctico y bombardero ligero bimotor triplaza. Apodado por los soldados soviticos con el sobrenombre de "El Marco".

EspecificacionesCaractersticas Generales Type: 12-cylinder air-cooled inverted V engine Bore: 105 mm (4.13 in)Stroke: 115 mm (4.52 in)Displacement: 11.9 L (729 cu in)Dry weight: 315 kg (694 lb)Fuel system: CarburetorCooling system: airPower output: 465 PS (459 hp, 342 kW) at 3,100 rpm

1943 Los motores Merlin, descendientes del "Eagle" de 1919, van provistos ya de un compresor centrfugo de dos velocidades para sobrealimentacin. El tipo 60 de este Motores de Combustin Interna Alternativos de Uso Aeronutico 436 motor, que desarrollaba 1250 HP, hasta 24000 pis de altura, propuls los famosos aviones Spitfire IX, y pueden considerarse como una familia de motores excepcional, el primero de los cuales desarrollara 790 HP y los ms modernos alcanzaron hasta 2000 HP. Aos 50sLos norteamericanos desarrollaron el avin mas grande de transporte, propulsado por motores de piston construido por douglas, cabe mencionar que surgio apenas antes que el surgimiento de los boeing 707.Este avion fue el DC-7 Su motor era un Wright R-3350 Duplex-CycloneEste era un motor radial de 18 cilindros en doble fila, sobrealimentado y refrigerado por aire. La potencia que ofreca variaba entre los 2.200 y 3.700 hp (1.640 a 2.760 kW).

Aos 60sAl comienzo de la dcada de los aos 60 empiezan a fabricarse en mayor nmero y tamao motores alternativos cuya gama tiene un valor medio superior de 500 HP, diseados para propulsar pequeos aviones de negocio. Son de destacar en estas actividades los fabricantes de motores americanos: - Frankling. - Continental Motors Corporation - Lycoming Division de AVC Corporation - Nelson Special Corporation - Pratt Whitney de Canad Motores ThunderboltConstruido en el Centro de Tecnologa Avanzada de Lycoming, los motores Thunderbolt. El motor fue originalmente concebido en la dcada de 1970 como el IO 400-X, pero el proyecto nunca fue concebido.El IO-390 de la familia de motores, que Lycoming refiere como el IO-390-X, producen 200 caballos de fuerza (149 kW) a 210 CV (157 kW). El IO-390 fue desarrollado a partir del parecido motor IO-360, mediante el uso de cilindros de la IO-580 para aumentar el dimetro de la O-360 del cilindro. Cuenta con un sistema de induccin de afinado, empujadores de rodillos y el encendido Start Slick. El motor tiene un sistema de inyeccin de combustible que el combustible metros en proporcin al flujo de aire de induccin con vaporizacin de combustible que tiene lugar en los puertos de admisin. El motor tiene una cilindrada de 390 pulgadas cbicas (6,39 litros). Los cilindros tienen cabezas refrigerados por aire.2010 A la fecha, tanto la Lycoming, como la TCM, sus motores aun propulsan diversas aeronaves ligeras y en particular de la aviacin general.TurborreactoresEn 1941, Sir Frank Whittle dise el primer turborreactor xito para la defensa area durante la Segunda Guerra Mundial. Apodado el Gloster Meteor , vol en defensa sobre Gran Bretaa. Whittle mejor su motor a reaccin que la guerra avanzaba. l envi un prototipo de motor de General Electric en Estados Unidos en 1942. GE construye motor a reaccin primera de Amrica para aplicaciones de aviacin militar el ao siguiente.el ingeniero aeronutico britnico Frank Whittle patenta el primer desarrollo de motor de turbina con compresor centrfugo. Cinco aos despus, el alemn Hans Von Ohain patenta tambin sus motores de compresor axial de turbina, el cual realiza su primer vuelo montado en un HE-178 Heinkel el 27 de agosto de 1939 logrando as convertirse en el primer vuelo a reaccin de la historia.

TurbohliceEl primer turbohlice del mundo fue diseado por el ingeniero mecnico hngaro Gyrgy Jendrassik. Jendrassik public un diseo turbohlice en 1928 y el 12 de marzo 1929 se patent su invencin. En 1938, se construy uno a pequea escala (100 Hp; 74,6 kW). El prototipo de su patente , el Jendrassik Cs-1, fue producido y probado en ]Ganz Comapanies en Budapest entre 1939 y 1942. Fue planeado para adaptarse al bombardero de reconocimiento Varga RMI-1 X / H de dos motores en 1940, pero el programa fue cancelado.

TurboejeLos primeros motores turboeje utilizados fueron instalados en los tanques Panther, a mediados de 1944. El primer motor turboeje para helicpteros fue construido por la firma francesa de motores Turbomeca, dirigido por el fundador, Joseph Szydlowski. En 1948, se construy el primer motor de turboeje de diseo francs, el 100-SHP 782. Originalmente concebido como una unidad de potencia auxiliar (APU), pronto se adapt a la propulsin de aviones, y encontr un nicho como un motor para los helicpteros de turboeje impulsadas en la dcada de 1950. En 1950, se utiliz este trabajo para desarrollar el mayor Artouste 280-SHP, que se utiliza ampliamente en el Arospatiale Alouette II y otros helicpteros.TurbofanEl primer turbofan en marcha fue el alemn Daimler-Benz DB 670 (designado como el 109-007 por el RLM), que fue operado en su banco de pruebas el 1 de abril de 1943. El motor fue abandonado mas tarde, mientras la guerra se encendi y los problemas no puedieron resolverse. El Metrovick F.2 chorro de flujo axial de guerra britnico se le dio un ventilador, ya que el Metrovick F.3 en 1943, para crear el primer turbofan britnico.

La mejora de materiales, y la introduccin de los compresores individuales, tales como en el Bristol Olympus [y ms tarde el motor Pratt & Whitney JT3C, el aumento de la relacin de presiones global y por lo tanto la eficiencia termodinmica de los motores, sino que tambin condujo a una pobre eficacia de la propulsin, turborreactores puros tienen un alto de escape especfica empuje / de alta velocidad ms adecuada para el vuelo supersnico.

Los motores de turboventilador de bajo de derivacin originales fueron diseados para mejorar la eficiencia de propulsin mediante la reduccin de la velocidad de escape a un valor ms cercano al de la aeronave. El Rolls-Royce Conway, primera produccin mundial de turboventilador, tena una relacin de derivacin de 0,3, similar al moderno motor del combatiente de General Electric F404. Motores turbofan civiles de la dcada de 1960, como el Pratt & Whitney JT8D y el Rolls-Royce Spey tenan tasas de derivacin ms cercano a 1, pero no eran diferentes a sus equivalentes militares.

Turbofan High BypassEl primer motor turbofan de alta derivacin fue la General Electric TF39, diseado a mediados de 1960 para propulsar el C-5 Galaxy de Lockheed. El motor de General Electric CF6 civil utiliz un diseo derivado. Otros motores turbofan de alta derivacin son los Pratt & Whitney JT9D, el de tres ejes Rolls-Royce RB211 y CFM International CFM56; tambin la TF34 menor. Los m{as grandes turbofan de alta derivacin recientes incluyen el Pratt & Whitney PW4000, el de tres ejes Rolls-Royce Trent, el GE90/GEnx General Electric y el GP7000, producido conjuntamente por GE y P & W.