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Aviación
Está claro que la aplicación única de este tipo de motores es la propulsión de aviones de hélice (tanto comerciales como militares). Los Turbohélices (“Turboprops”) utilizan la energía producida por el generador de gas para mover la hélice, que es el elemento propulsor principal. Su arquitectura es similar a las de un turborreactor, salvo que, al tener que ceder la mayor parte de la función propulsora a la hélice, necesita extraer la mayor parte de la energía de los gases en la turbina (tiene más etapas de turbina que un turborreactor puro convencional) para arrastrar la hélice que aporta entre el 85% y el 90% de la fuerza de tracción generada.
Tan solo una pequeña parte de la energía (menos de un 15%) es aportada en forma de empuje por los gases de escape por la tobera de salida, pero también debe tenerse en cuenta. La hélice es arrastrada, a través de una caja de engranajes reductora (reduce la velocidad de giro del eje que la mueve para hacerla compatible con la velocidad de giro de la hélice), bien por el eje compresor‐turbina o por medio de un segundo eje unido a una turbina que gira libre.
El compresor de los turbohélices suele ser axial o mixto (con una o más etapas centrífugas). Las variaciones de energía generada por el motor turbohélice no están relacionadas con la velocidad de giro del motor, sino con la temperatura del gas a la salida de la cámara de combustión (a través de la cantidad de combustible aportada por el control de combustible). El control de combustible ajusta el flujo, en función de la carga a que le somete la hélice, para mantener las r.p.m. constantes (próximas al 100%). El régimen del motor (si se trata de un motor con un único eje de turbina) o el del eje de la turbina de potencia (unido a la hélice) está determinado por la velocidad de giro de la hélice que es mantenida constante por el “Governor” variando el ángulo de las palas. La tracción aportada por la hélice, pues, no se regula variando su velocidad sino el paso (“pitch”) de sus palas.
El piloto dispone de dos palancas en el “cockpit” para gobernar el motor: palanca de potencia (“power lever”) y palanca de velocidad o condición (“condition lever”). Mediante la “power lever” actúa sobre el flujo de combustible, el par motor y la EGT. Con la “condition lever” básicamente controla las r.p.m. del motor. La comparación entre la tracción aportada por la hélice y el empuje del turborreactor a distintas velocidades (de vuelo) se muestra en la Fig. “92”. Se ve en ella como en estático (a velocidad cero) el turborreactor solo es capaz de proporcionar el 30% de la tracción que se puede obtener de la hélice. Pero, mientras la tracción de la hélice cae muy rápidamente con la velocidad de vuelo, el empuje del turborreactor se mantiene casi constante e incluso comienza a crecer, y a partir de aprox. los 600 Km./h. es superior. Este valor marca el límite de aplicación de la hélice (y de los turbohélices) como medio propulsor.
En las Figs. “93” y “94” se muestran datos comparativos del rendimiento propulsivo y del consumo específico de los turbohélices comparados con otros tipos de motores. Se ve que, en cuanto a consumo específico, el Turbohélice es el más ventajoso de todos a velocidades de vuelo entre Mach 0’4 y Mach 0’9. Por debajo de Mach 0’4 el motor más ventajoso es el alternativo.
