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Laboratorio de Propulsión, DMT-UPM
E. T. S. I. Aeronáuticos
SISTEMAS DE PROPULSIÓN
HISTORIA Y EVOLUCIÓN
DE LOS AERORREACTORES
Sistemas de Propulsión
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Wan Hu 1232
Hero 100ac
Sistemas de Propulsión
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Turbina
de Branca
1629
Carro de vapor de
Newton 1687
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250 AC Herón de Alejandria
1687 Isaac Newton
1876 N. A. Otto crea el motor de cuatro tiempos
1896 El motor de Daimler propicia el primer vuelo propulsado
1903 Wilbur y Orbile Wright vuelan por primera vez en Kitty Hawk
1908 Rene Lorin propone un sistema ramjet
1929 Frank Whittle patenta un turborreactor
1937 Hans von Ohain realiza las primera pruebas
1939 Vuela el primer avion propulsado por un turborreactor
…..
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Frank Whittle
•
•
Hans von Ohain
Nació en Coventry, Inglaterra el
1 de Junio de 1907
Murió en Baltimore, Maryland,
USA el 9 de Agosto de 1996
•
•
Nació en Dessau, Alemania el 14 de
Diciembre de 1911
Murió en Melbourne, Florida, USA
el13 de Marzo de 1998
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Motor de
Frank Whittle
Motor de
Hans von Ohain
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Sir Frank Whittle
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Extract from the January 16, 1930 patent
application 1521 by Sir Frank Whittle:
“Improvements relating to propulsion of aircraft
and other vehicles… The main objet of this
invention is to provide means whereby the principle
of obtaining propulsive force in the one sense of
direction by the reaction caused by expelling fluid
in the opposite sense of direction, may be applied
efficiently to aircraft and other vehicles. Is is
belived that an embodiment of this invention will
provide a large thrust in proportion to its weight,
that it will perform at greater altitudes than are
at present obtainable, that it makes possible
higher speeds than have up to the present been
obtained, that it will operate with any fuel now in
use and that it will have a reasonably low
comsumption. Futher that simplicity and convenient
external form is achieved…”
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El primer motor
experimental,
p
, funcionó
en Abril de 1937
Primer motor experimental,
después de la segunda
reconstrucción en 1938
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Características del W1
• Compresor centrífugo de un escalón de 48 cm de
diámetro.
• Turbina axial de un escalón de 42 cm de diámetro.
• Velocidad de giro: 17750 r.p.m.
• G = 12 kg/s;
πc = 4:1; Wc = 3000 CV
• El Gloster,
Gloster en Mayo de 1941,
1941 alcanzó los 595 km/h
en vuelo nivelado, con 4448 N de empuje.
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Turborreactor W.1 usado
para propulsar al avión
Gloster E28/39
El Gloster E28/39 propulsado por un
turborreactor W.1 que voló en 1941
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Motor He S-3
usado para
propulsar el avión
He-178
Primer reactor,
reactor
Heinkel He-178
propulsado por el
motor He S-3
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LA CARRERA
1930
Patente de Frank Whitte
1935
Patente de Hans von Ohain
1936
Constitución de “Jet Ltd”.
1936
Ernst Heinkel contrata a von Ohain
1937
PRIMERAS PRUEBAS
1937
PRIMERAS PRUEBAS
1938
Segundo y tercer motor.
1939
Contrato con el Air Ministry para la
fabricación y mejora del W1.
1939
PRIMER VUELO
Motor S-3b en el He-178
1940
Comienza el desarrollo del Jumo 004.
1941
PRIMER VUELO
Motor W1 en el Gloucester E28/39
1942
Primer vuelo del Me 110 propulsado por
el Jumo 004 (tambien Me 262).
1943
El motor Welland en el Meteor
1945
Derwent, Nene, Goblin, ....
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Caza a reacción Messerschmitt Me 262, primer avión a reacción
producido, propulsado por dos turborreactores Jumo 004B. El primer
vuelo del Me 262 fue el 18 de Julio de 1942. El Jumo 004 fue diseñado
y fabricado por el Dr.
Dr Anselm Franz
Fran de la JJunkers
nkers Engine Compan
Company.
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Características del Jumo 004
•
•
•
•
•
•
Empuje = 10 kN; Gasto = 22 kg/s
Relación de compresión = 3.14
Temperatura de entrada de turbina = 1100 K
Consumo específico = 4.0 10-5 kg/Ns;
Peso = 825 kg;
Diámetro = 76 cm; Longitud = 3.8 m;
Rendimientos: 78% compresor.
95% cámara de combustión
combustión.
79.5% turbina.
• El Me 262 alcanzaba los 805 km/h
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1945-1950: LA POSGUERRA
Soluciones tecnológicas
Compresores axiales
Producción en serie
1960 1970: LOS TURBOFANES
1960-1970:
El JT-3 se rediseña como JT-3D
El Blackbird y el Concord
Nacen el JT8D y el JT9D
1950-1960: LA DECADA PRODIGIOSA
Intenso I+D
Nace el JT-3 para el B-707
Nace la aviación comercial
(vuelos trans-oceanicos, DC-3, DC-4
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1970-1980: LA CRISIS DE PETROLEO
Segunda generación de turbofanes
Consorcios internacionales
1980-1990: MADUREZ TECNOLOGICA
Nuevos conceptos: UDF, UHBR
Tercera generación de turbofanes
(pequeños y eficientes o enormes)
1990En producción Trent, GE90, PW4000
Sanger (turbo-ramjet), X-30 NASP (scramjet)
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PROGRAMA
EMPRESAS
RB-199
Rolls-Royce (Gran Bretaña), MTU (Alemania), Fiat (Italia),
CFM-56
General Electric (EEUU), SNECMA (Francia),
RJ-500
Rolls-Royce, IHI (Japón), Kawasaky (Japón), Mitsubishi (Japón)
MTM-380-385
MTU, Turbomeca (Francia)
Spey RB-168-62
Rolls-Royce, Allison (EEUU)
Adour MK, RTM
Rolls-Royce, Turbomeca
PW 2037
Pratt & Whitney (EEUU), MTU, Fiat (Italia)
Larzac 04
SNECMA, MTU, Turbomeca, KHD (Holanda)
TFE-1042
Garret (USA), Volvo Flygmotor (Suecia)
PW-F-100
FN Herstal (Bélgica), Philips (Holanda), Kongsberg (Noruega)
V-2500
Pratt & Whitney, Rolls-Royce, MTU, Fiat, JAE (Japón)
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Rendimiento motopropulsivo
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Sistemas de Propulsión
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Sistemas de Propulsión
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Olympus
Nene
Marbore
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EJ200
J79
Sistemas de Propulsión
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JT9D
Sistemas de Propulsión
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CFM56
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