Motor de turbina de gas vs motor alternatiu (motor de pistó)
Com tota la resta de maquinària, l'aeronau necessita una font d'energia per funcionar, especialment per generar l'empenta que es requereix per avançar l'avió. Des dels primers intents, es van utilitzar motors alternatius que funcionaven amb gasolina per als vols motoritzats.
El primer vol més pesat que l'aire del món el va fer el Wright Flyer I i va ser impulsat amb un únic motor de pistó de 4 cilindres refrigerat per aigua que produïa 12 cavalls de potència com a màxim. Fins a la Segona Guerra Mundial, tots els avions funcionaven amb motors alternatius/pistons.
A les últimes etapes de la Segona Guerra Mundial, els alemanys van utilitzar el motor a reacció per impulsar avions, i aviat els van seguir altres països. Tot i que el concepte i el disseny s'han desenvolupat des de la dècada de 1930, la implementació reeixida del motor a reacció va arribar només després del final de la Segona Guerra Mundial.
Des de llavors, a causa de la seva multitud d'avantatges respecte als motors alternatius, el motor a reacció i les seves variants s'han convertit en la forma predominant de central elèctrica per a avions.
Més informació sobre el motor alternatiu (motor de pistó)
Un motor alternatiu, també conegut com a motor de pistons, és una màquina amb pistons alternatius, que converteix l'energia tèrmica d'un procés de combustió en treball mecànic, com ara el treball de l'eix. El tipus de motor principal utilitzat a les aeronaus es basa en la combustió de combustibles fòssils i s'anomenen motors de combustió interna.
La mecànica del motor consisteix a moure un eix connectat a un mecanisme de cilindre de pistó creant una gran pressió dins del cilindre. Depenent de la disposició dels cilindres al voltant de l'eix, es classifiquen en categories rectes (verticals), rotatives, radials, de tipus V i horitzontalment oposades.
Els tipus de motors esmentats anteriorment funcionen amb el cicle Otto i es van utilitzar a la majoria d'avions a principis del segle XXth. Normalment s'utilitzen per accionar una hèlix, que generen l'empenta. Qualsevol avió que funcioni amb motors de pistons té velocitats màximes relativament baixes i la potència produïda pels motors és comparativament menor que els motors a reacció. El motiu és que la relació potències a pes dels motors de pistons és molt baixa i, si es requereix més potència, s'ha d'augmentar la mida del motor i això augmenta el pes total de l'avió, cosa que no és desitjable per a les aeronaus. El disseny i la producció dels motors de pistó són menys complexos i requereixen menys manteniment i el cost dels motors de pistó també és baix.
Més sobre el motor de turbina de gas
El motor de turbina de gas o simplement una turbina de gas és un motor de combustió interna, que utilitza gasos com l'aire com a fluid de treball. L'aspecte termodinàmic del funcionament de la turbina de gas està idealment modelat pel cicle de Brayton. Els motors de turbina de gas funcionen a partir de components rotatius i, per tant, tenen un fluid de treball que flueix contínuament pel motor en sentit radial o axial. Són el component principal subjacent del motor a reacció.
Els components principals del motor de la turbina de gas són el compressor, la cambra de combustió i la turbina i, de vegades, un broquet. Funcionen portant el fluid de treball a diferents estats termodinàmics i extreient el treball de l'eix o l'empenta a l'escapament. Si s'utilitza l'empenta generada per l'escapament, es coneix com a motor turboreactor; si la turbina extreu una part del treball i acciona un ventilador, es coneix com a motor turboventilador. El tipus de motor que extreu gairebé tot el treball com a treball de l'eix de la turbina es coneix com a motor turboeix; si una hèlix és impulsada per l'eix, es coneix com a motor d'hélice turbo.
Existeixen moltes variants de les turbines de gas, dissenyades per a tasques específiques. Són preferits per sobre d' altres motors (principalment motors alternatius) a causa de la seva alta relació potència/pes, menys vibracions, altes velocitats de funcionament i fiabilitat.
Quina diferència hi ha entre la turbina de gas i el motor alternatiu (motor de pistó)?
• Els motors de pistó tenen mecanismes alternatius (anar i des del moviment), mentre que els motors de turbina de gas tenen mecanismes rotatius.
• Tots dos utilitzen l'aire com a fluid de treball, però el flux a les turbines de gas és continu mentre que els motors alternatius tenen un flux intermitent.
• La relació potència/pes dels motors de turbina de gas és molt superior a la dels motors alternatius.
• Les turbines de gas són sofisticades en disseny i fabricació, mentre que els motors alternatius són més senzills en disseny i més fàcils de fabricar.
• El manteniment dels motors alternatius és més senzill i s'ha de fer amb freqüència, mentre que el manteniment dels motors de turbina de gas és complex, però la inspecció i el manteniment es fan a intervals més llargs.
• Els motors de turbina de gas o les seves variants són cars, mentre que els motors alternatius són relativament econòmics.
• Els motors de turbina de gas alimenten avions grans i potents, com ara avions de caça militars o avions comercials, però s'utilitzen motors de pistó en avions més petits i de curta distància.
