La nueva tecnología promete aumentar un 10% la potencia de las plantas
propulsoras y disminuir el consumo de combustible en un 25%
.
El grupo encabezado por Kazhikathra Kailasanath, del Laboratorio de
Investigación Naval de los Estados Unidos, propuso las plantas
propulsoras de impulso de detonación como una alternativa a las turbinas
de gas, el motor principal de la Armada estadounidense.
La combustión en estos motores se realiza en modo detonación: en la
cámara de combustión el combustible simplemente explota.
Las nuevas
turbinas son radicalmente diferentes de las presentes que siguen usando
la llamada deflagración (combustión con llama a velocidad de propagación
subsónica, sin explosión) según el ciclo Brayton. Mientras que en las
turbinas de deflagración la llama avanza por fenómenos de difusión
térmica, en una detonación la combustión está asociada a una onda de
choque que avanza a velocidad supersónica.
Debido a que la combustión en este caso se produce a volumen constante y
con fuerte aumento de presión, el motor de detonación de impulsos debe
tener una eficiencia térmica más alta que la de cualquier turbina en uso
hoy en día en la Marina de los EE.UU.
Además, el coste de fabricación
de este tipo de motores debería ser bastante menor e incluso los motores
a detonación pueden no tener partes móviles, hecho que reduciría aún
más el desgaste y el coste de mantenimiento.
Puede que se esté usted preguntando si se trata de los FAU-1 alemanes de
la Segunda Guerra Mundial. Un concepto similar ya fue probado (Argus As
109-014) y en general sin mucho éxito. El ruido y la vibración
resultante hicieron que esta planta propulsora no fuera utilizada en
ningún vehículo que no fuera un vehículo no tripulado (y además
desechable).
Solución y ventajas de uso civil que ofrece
Es por eso, es decir por el ruido y las vibraciones, que la Marina de
los EE.UU. se interesó por un motor a detonación de tipo rotativo que
destaca por una cámara anular de combustión, en la cual el aire y el
combustible se inyectan por unos microinyectores. La ignición de
combustible es seguida por una onda de detonación supersónica que
comienza a 'caminar' por una cámara anular. Allí la detonación no se
interrumpe y cada ciclo no interfiere en el ciclo siguiente, hecho que
aumenta la eficacia de todo el sistema:
El diseño del motor a detonación rotativo. Cortesía del Laboratorio de
Investigación Naval
Un sistema semejante se desarrolla (independientemente de los militares)
en la Universidad de Texas en Austin (EE.UU.), aunque en este caso el
proyecto es denominado 'motor de detonación continua'.
Los resultados de la simulación obtenidos por los investigadores de la
Armada demuestran que el uso de motores rotativos a detonación continua
proporcionaría un aumento de capacidad en un 10% y un aumento de
eficiencia térmica en un 25%. Es más, una simulación en condiciones
ideales ha mostrado que el rendimiento térmico podría ascender al 85-89%
(con un combustible de hidrocarburo).
Hoy por hoy la Armada estadounidense usa 430 turbinas de gas en 129
buques y cada una de ellas 'traga' casi 5 millones de dólares al año en
combustible. Los autores del proyecto proponen reemplazar con nuevas
plantas propulsoras todas las turbinas de gas existentes.
Si los investigadores del Laboratorio Naval logran éxito, sería un
verdadero avance no solo para la flota militar. Olvidémonos de la Armada
con su consumo de 2.000 millones de dólares anuales en combustible. Tan
solo las compañías aéreas de EE.UU. están gastando en combustible
50.000 millones (en 2011) y es probable que sea solo la punta del
iceberg. Las turbinas se usan también para obtener electricidad, aspecto
en el que un brusco aumento de rendimiento podría aportar efectos aún
mayores.
http://actualidad.rt.com
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