Diferencias entre motores turbohélice y motores de pistón: eficiencia + seguridad

Como pilotos, a menudo nos centramos en los aspectos técnicos de nuestro trabajo, como probar el motor durante el proceso de puesta en marcha. Agradecemos que todo funcione sin problemas cuando volamos, pero tal vez no nos detengamos a menudo a reflexionar sobre el verdadero corazón de un avión: el motor. Por lo general, eso se deja en manos de los técnicos de mantenimiento de la aviación.

Aún así, comprender un tipo de motor particular y cómo funciona puede beneficiar enormemente a un piloto a la hora de elegir el tipo correcto de aeronave para una tarea específica en el sector privado.

En esta guía, profundizaremos en los motores turbohélice y de pistón, analizando sus ventajas y desventajas.

Armado con más conocimiento, puede tomar las mejores decisiones para optimizar el rendimiento de su nave, los costos operativos y maximizar la eficiencia general.

¡Así que profundicemos!

Entendiendo los turbohélices

Para aquellos que no están familiarizados, quizás se pregunten ¿qué son los turbohélices? Bueno, los turbohélices son un tipo de diseño de motor que combina los elementos del motor de turbina y los sistemas impulsados ​​por hélice.

El motor turbohélice es un elemento básico en la industria de la aviación y tiene una buena cantidad de ventajas y límites.

Cómo funcionan los motores turbohélice

Vamos a analizar cómo funcionan estos motores.

Los motores turbohélice son un tipo de motor de turbina de gas que utiliza un proceso de combustión interna. El motor toma aire por la parte delantera y lo comprime en un potente compresor, elevando su presión y temperatura.

Dentro de la cámara de combustión, el aire bajo presión se combina con el combustible para aviones. La mezcla resultante se enciende, creando gases increíblemente calientes y presurizados. Estos gases estallan, haciendo girar una turbina unida al compresor mediante un eje.

A medida que la turbina gira, mantiene el motor en funcionamiento proporcionando energía al compresor. Este proceso se repite continuamente en el ciclo del motor.

Componentes de turbohélices

• Hélice: una hélice grande compuesta por más de 3 palas (normalmente entre 4 y 6 palas).

• Cámara de Combustión: Donde se enciende el combustible.

• Caja de cambios: Engranajes que hacen girar la hélice.

• Compresor

• Escape: Donde se liberan los gases de escape.

• Toma de aire

• Turbinas: motores de turbina

Tipo de combustible:

• Combustible Jet-A

Ventajas:

• Rendimiento a mayor altitud: los motores turbohélice pueden funcionar a mayores altitudes (hasta 35 000 pies).

• Capacidad de pista corta: los aviones turbohélice requieren menos pista para despegues y aterrizajes que muchos motores a reacción, lo que aumenta su accesibilidad a aeropuertos más pequeños.

• Eficiencia de combustible en comparación con los aviones a reacción: los motores turbohélice tienen costos de combustible más bajos en comparación con los motores a reacción, lo que ayuda a proporcionar un mejor kilometraje y reducir los costos operativos.

• Velocidades de ascenso más rápidas: los turbohélices ofrecen una velocidad de ascenso más rápida que los motores de pistón.

• Mayor tiempo entre revisiones (TBO): los motores turbohélice a menudo tienen intervalos más largos entre revisiones requeridas, lo que reduce la frecuencia de mantenimiento.

• Velocidad: Son más rápidos que los motores de pistón, ofreciendo mayores velocidades y reduciendo el tiempo de viaje.

• Fiabilidad: Los aviones turbohélice son conocidos por su fiabilidad en diversas temperaturas climáticas en comparación con los aviones de pistón, que son sensibles al calor y al frío excesivos.

• Abandonamiento de la hélice: La hélice se puede abanderar para minimizar la resistencia en caso de falla del motor.

Contras:

• Falta de disponibilidad de combustible: si bien los turbohélices pueden aterrizar en aeropuertos más pequeños, es posible que algunos operadores de base fija (FBO) más pequeños no tengan el combustible para aviones específico necesario para los motores de turbohélice.

• Costos de compra más altos: comprar un avión turbohélice tiende a ser más caro que un avión con motor de pistón.

• Capacitación adicional: los pilotos podrían necesitar capacitación y certificación adicionales (como calificaciones multimotor y de alto rendimiento ) para volar un turbohélice debido a sus diferentes características operativas en comparación con los motores de pistón.

• Mantenimiento costoso: Los costos de mantenimiento de los motores turbohélice pueden ser más altos en comparación con los motores de pistón y requieren más tiempo y habilidades especializadas por parte del AMT.

Turbohélice comparado con un motor a reacción

Si bien el mantenimiento de un turbohélice es más costoso que el del motor de pistón, tiende a ser más económico que el mantenimiento de un motor a reacción.

(Beechcraft Super King Air por YSSYguy - CC BY-SA 3.0,)

Aviones turbohélice

Estos son algunos de nuestros aviones turbohélice favoritos.

• Bimotor: Beechcraft Super King Air

• Bimotor: Cessna 425

• Monomotor: Beechcraft Denali

Entendiendo los motores de pistón

Si está familiarizado con los aviones más pequeños de la aviación general, es muy probable que haya visto una buena cantidad de motores de pistón. Los motores de pistón se utilizan normalmente para el mercado de aviones ligeros.

Operan a través de un sistema de cuatro a seis cilindros fijos dispuestos en una configuración horizontalmente opuesta. Estos tipos de motores suelen ser los motores Lycoming o Continental y suelen estar refrigerados por aire y dependen de magnetos para el encendido. El motor de pistón suele ser un motor de aspiración natural y, a veces, también tiene carburador .

Mientras que los motores de pistón requieren componentes similares a los de un motor turbohélice, en un avión de pistón los cilindros reemplazan la cámara de combustión. Los pistones se conectan a una biela que está unida a un cigüeñal.

Piense en los motores de pistón de los aviones como similares a los motores de los automóviles, pero el motor de pistón del avión impulsa la hélice.

Componentes de un motor de pistón

Los aviones de pistón tienen algunos componentes diferentes a los de los motores turbohélice.

• Hélices: normalmente hélices de 2 palas.

• Deflectores: Los deflectores y los sellos de deflectores están diseñados para controlar dónde fluye el aire sobre los cilindros.

• Cilindros

• Toma de aire

• Compresor

• Escape: donde se liberan los gases de escape.

Tipo de combustible:

• AVGAS 100 LL (bajo plomo)

Ventajas:

• Eficiencia de combustible: los motores de pistón tienden a tener tasas de consumo de combustible más bajas, lo que los convierte en la opción más económica para vuelos más cortos y reduce los costos operativos.

• Costos más baratos: un avión con motor de pistón es generalmente más barato de comprar y mantener en comparación con tipos de motores alternativos.

• Uso en aviación general: debido a su versatilidad y tamaño pequeño, los motores de pistón se utilizan en varios modelos de aviones pequeños y pueden adaptarse a una variedad de necesidades de misiones de vuelo de manera más rentable que otros motores.

Contras:

• Sensibilidad al frío y al calor: un motor de pistón puede ser más susceptible a temperaturas extremas, lo que afecta su rendimiento en climas más cálidos o más fríos.

• Menos potencia de salida: en comparación con los motores turbohélice, el motor de pistón tiene una menor potencia de salida.

• Rendimiento a menor altitud: es posible que un motor de pistón no funcione tan eficientemente a mayor altitud en comparación con otros motores.

• Frecuencia de mantenimiento: Los pistones a menudo requieren un mantenimiento más frecuente en comparación con los motores turbohélice, lo que aumenta su tiempo de inactividad y potencialmente su costo.

(Foto del Cessna 172 Skyhawk de Peter Bakema - Página de la galería https://www.jetphotos)

Aviones de pistón

Éstos son algunos de nuestros aviones de pistón favoritos.

• Beechcraft Bonanza G36

• Cessna 172 Skyhawk

• Cirro SR22

• Piper Archer TX

¿Cual es mejor?

Cuando se trata de elegir entre un motor turbohélice o un motor de pistón, la decisión depende de las necesidades de aviación específicas de un individuo o empresa. Los motores turbohélice destacan por su rendimiento de despegue y su capacidad a gran altitud. Suben de manera más eficiente y alcanzan velocidades más rápidas que un motor de pistón.

Mientras tanto, los motores de pistón son más adecuados para aviones más pequeños debido a su rentabilidad y la simplicidad de su mantenimiento en comparación con los motores turbohélice. Si bien es posible que no alcancen tanta altura ni rapidez, son ideales para viajes cortos, entrenamiento de vuelo y operaciones de aviación local.

Tanto los motores de pistón como los de turbohélice ocupan un lugar importante en el panorama de la aviación, ambos son maravillas asombrosas de la tecnología humana y son seguros y confiables. No hay uno mejor que el otro, pero sí hay uno mejor que el otro para un objetivo o tarea particular.