AERONAUTICA MILITAR

AERONAUTICA MILITAR

AERONAUTICA

Laaeronuticao disciplina cuyo mbito es el estudio, diseo y manufactura de aparatos mecnicos capaces de elevarse en vuelo, as como el conjunto de las tcnicas que permiten el control deaeronaves. La aeronutica tambin engloba laaerodinmica, que estudia el movimiento y el comportamiento del aire cuando un objeto se desplaza en su interior, como sucede con los aviones. Estas dos ramas son parte de la cienciafsica.

AERODINAMICA Laaerodinmicaes la rama de lamecnica de fluidosque estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos slidos cuando existe un movimiento relativo entre stos y elfluidoque los baa, siendo ste ltimo un gas y no un lquido, caso ste que se estudia enhidrodinmica.La aerodinmica se desarrolla a partir de las ecuaciones de Newton. Con las ecuaciones de continuidad, cantidad de movimiento y energa se pueden obtener modelos que describen el movimiento de los fluidos.

MOTORES AERONAUTICOS Unmotor aeronuticoomotor de aviacines aquel que se utiliza para lapropulsindeaeronavesmediante la generacin de una fuerza deempuje.Existen distintos tipos demotoresdeaviacinaunque se dividen en dos clases bsicas: motores recprocos (o de pistn) yde reaccin. Recientemente y gracias al desarrollo de laNASAy otras entidades, se ha comenzado tambin la produccin de motores elctricos para aeronaves que funcionen conenerga solar fotovoltaica

TIPOS DE MOTORES AERONAUTICOS

Motores recprocos

Motores de reaccin

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA La aviacin como la conocemos comenz gracias a la propulsin de aeronaves mediante motores decilindrosypistones, tambin llamadosmotores alternativos motores recprocos. A pesar de que existan otros mtodos y formas de propulsin, los motores de combustin interna permitieron una propulsin de trabajo constante, operados principalmente porgasolina. Debido a la rudimentaria tecnologa de finales delSiglo XIX, puede atribuirse en parte al desarrollo de los motores el que a comienzos delSiglo XXel vuelo propulsado fuera posible. Por ejemplo, el motor que us el Flyer III de loshermanos Wrighthecho con la ayuda del mecnico Charles Taylor, fue un gran xito debido a su excelenterelacin peso a potencia, ya que era un motor con un peso de 170librasque produca una potencia de unos 12CVa 1.025RPM.

MOTOR EN LINEA MOTOR ROTATIVO MOTOR RADIAL MOTORES DE CILINDRO EN OPOSICION

MOTORES A REACCION Los motores de reaccin ms habituales son los motores de turbina y elcohete. Aunque tambin se emplearon de forma menos habitual otro tipo de motores de reaccin como elpulsorreactor(desarrollado enAlemaniadurante laSegunda Guerra Mundialpara impulsar las bombas guiadasV1), elestatorreactor(ramjet), elestatorreactor de combustin supersnica(scramjet) o elmotor de detonacin por pulsos.

MOTORES DE TURBINAEste tipo de motores usan unaturbina de gaspara producir potencia a lo largo de su estructura, sea para aumentar la potencia del flujo que pasa a travs de ellos que para aprovechar su derivacin de potencia para mover un mecanismo (eje).El funcionamiento de estos motores es relativamente ms simple que el de los motores recprocos, sin embargo las tcnicas de fabricacin, componentes y materiales son mucho ms complejos ya que estn expuestos a elevadas temperaturas y condiciones de operacin muy diferentes en cuanto a altitud, rendimiento, velocidad interna de los mecanismos y durabilidad de las piezas.

TURBORREACTOR

Un turborreactor es un tipo de motor deturbina de gasdesarrollado originalmente paraaviones de combatedurante laSegunda Guerra Mundialen los que una turbina de gas aumenta el flujo de aire que, al ser expelido por una tobera de escape con mayor potencia y temperatura, aportan la mayor parte delempujedel motor, impulsando la aeronave hacia adelante.El turborreactor es el ms bsico de todos los motores de turbina de gas para aviacin en trminos constructivos. Generalmente se divide en zonas de componentes principales que van a lo largo del motor, desde la entrada hasta la salida del aire: en la zona de admisin (parte delantera) hay uncompresorque toma el aire y lo comprime, una seccin de combustin inyecta y quema el combustible mezclado con el aire comprimido, a continuacin una o ms turbinas obtienen potencia de la expansin de los gases de escape para mover el compresor de admisin, y al final unatoberade escape acelera los gases de escape por la parte trasera del motor para crear el empuje. Entre los diseos de turborreactores se distinguen dos grandes grupos: los de compresor centrfugo y los de compresor axial.

Vista en corte de unde Havilland Goblin, un turborreactor de flujo centrfugo utilizados en los primeros aviones de reaccin britnicos.

Diagrama que muestra el funcionamiento de un motor turborreactorde flujo centrfugo.

TURBOELICEEstos motores no basan su ciclo operativo en la produccin delempujedirectamente del chorro de gases que circula a travs de la turbina, sino que la potencia que producen se emplea en su totalidad para mover una hlice, y es esta la que genera la traccin para propulsar la aeronave. Debido a que el ptimo funcionamiento de las turbinas de gas se produce a altas velocidades de giro superiores a 10.000 RPM, los turbohlice disponen de unacaja de engranajespara reducir la velocidad del eje y permitir que la hlice gire a velocidades adecuadas de funcionamiento e impedir que las puntas de sus palas alcancen velocidad supersnica.

Diagrama que muestra el funcionamiento de un motor turbohlice.

TURBOEJEUn motor turboeje es un motor deturbina de gasque entrega su potencia a travs de un eje. Estos motores son utilizados principalmente enhelicpterosy enunidades de energa auxiliar. El turboeje es muy similar al turbohlice, con una diferencia clave: en el turbohlice la hlice est conectada directamente al motor, y el motor est fijado a laestructura de la aeronave; en un turboeje el motor no tiene que ofrecer un soporte fsico directo a losrotores del helicptero, ya que el rotor est conectado a una transmisin fijada a la estructura y el turboeje simplemente transmite la potencia mediante uneje de transmisin.

Diagrama que muestra el funcionamiento de un motor turboeje.

TURBOFAN En el motorturbofn(turbosoplante o turboventilante) los gases generados por la turbina son empleados mayoritariamente en accionar un ventilador (fan) constituido por labes y situado en la parte frontal del sistema que produce la mayor parte del empuje, dejando para el chorro de gases de escape solo una parte del trabajo (aproximadamente el 30%).Estos motores comenzaron a usar el sistema de flujo axial, que mantiene la corriente de aire comprimido presionada hacia el eje de la turbina, por lo que el aire sale propulsado con mayor velocidad y con menos tendencia a disiparse de la corriente de salida. Esto incrementa notablemente la eficiencia.

Otro gran avance del Turbofan fue la introduccin del sistema de doble flujo en el cual, el ventilador frontal es mucho ms grande ya que permite que una corriente de aire circule a alta velocidad por las paredes externas del motor, sin ser comprimido o calentado por los componentes internos. Esto permite que este aire se mantenga fro y avance a una velocidad relativamente igual al aire caliente del interior, haciendo que cuando los dos flujos se encuentren en la tobera de escape, formen un torrente que amplifica la magnitud del flujo de salida y a la vez lo convierte en un flujo ms estrecho, aumentando la velocidad total del aire de salida y tambin reduciendo las emisiones de ruido. Este tipo de motor tiene una gran entrega de empuje, permitiendo el desarrollo de aviones con capacidad de carga y transporte de pasajeros mucho ms grande, y al nivel que conocemos en la actualidad. Es el motor utilizado por la mayora de los aviones de reaccin modernos por su elevado rendimiento y relativa economa de combustible respecto a un Turbojet.Normalmente son motores de dos ejes, uno para la turbina de gas y otro para el ventilador. Sin embargoRolls Royce plcproduce motores turbofan de tres ejes, que corresponden a los modelos de la serieTrent.

Diagrama que muestra el funcionamiento de un motorturbofn de doble flujo y alto ndice de derivacin.

COHETEMOTORES COHETE

COHETEUn cohete es un vehculo, aeronave o nave espacial que obtiene su empuje por la reaccin de la expulsin rpida de gases de combustin desde un motor cohete. A ciertos tipos de cohete se los denomina misil y en este cambio de nombre no interviene el tamao o potencia, sino que generalmente se llama misil a todo cohete de uso militar con capacidad de ser dirigido o manejado activamente para alcanzar un blanco.

MISILUn misil es un proyectil autopropulsado que puede ser guiado durante toda o parte de su trayectoria, propulsado por cohete o motor de reaccin. Generalmente los misiles son usados como arma y tienen una o ms cabezas de guerra explosivas, aunque tambin pueden usarse otros tipos de arma en el misil. Los hay de tamaos y alcance muy variados, desde los misiles antitanque que pueden ser llevados y lanzados por una sola persona hasta los enormes misiles balsticos intercontinentales.

CARGAS Y USOS DE LOS MISILESLos misiles guiados son proyectiles a reaccin para uso militar, que poseen en capacidad de guiarse proporcionando rdenes electrnicas que hacen variar su trayectoria de vuelo, de modo que en algn lugar de la misma, intercepte la trayectoria de su objetivo y lo ponga fuera de combate por el efecto de una cabeza de guerra en su ojiva (cuya composicin vara de acuerdo al empleo tctico del misil).

Los misiles son comnmente usados en las guerras, ya que contienen un poder destructivo grande (por lo general en forma de cabeza explosiva) hasta un objetivo. Aparte de explosivos, otros posibles tipos de carga en un misil son qumicos y biolgicos. A veces los misiles tambin llevan cargas diseadas para romper infraestructuras sin daar a las personas

CARGAS Y USOS DE LOS MISILESPor ejemplo, en la Guerra del Golfo los misiles de crucero fueron cargados con filamentos de grafito, que llevados a centrales elctricas y estaciones de distribucin de energa provocaron cortocircuitos. Otros misiles hacen uso tan solo de la energa cintica para destruir el objetivo con su impacto a gran velocidad. Pero los ms devastadores son, sin duda alguna, los misiles balsticos intercontinentales con cabezas termonucleares.

TIPOS DE MISILESMisiles balsticosMisiles de cruceroMisiles anti buquMisiles antitanqueMisiles antiareosMisiles antimisil

MISILES BALISTICOSUn misil balstico es un misil, generalmente sin alas ni estabilizadores, con una trayectoria predefinida que no puede ser modificada despus de que el misil ha acabado su combustible, y que sigue por tanto a partir de ese punto una trayectoria balstica. Para poder tener largos alcances los misiles balsticos deben ser lanzados a alturas muy elevadas y por lo general rbitas de baja altitud.

Los misiles balsticos modernos tienen varias fases de cohetes y su rumbo se puede cambiar ligeramente entre una etapa y la siguiente.

MISILES DE CRUZEROUn misil de crucero es un misil que usa alas de elevacin y ms comnmente un sistema de propulsin por reactor para permitir un vuelo sostenido. Los misiles de crucero son, en esencia, aviones no tripulados. Por lo general estn diseados para llevar una gran carga de explosivos convencionales o cabezas nucleares a cientos de kilmetros de distancia con una puntera excelente. En el ao 2001, los modernos misiles de crucero vuelan a velocidades sub-snicas, navegan autnomamente y vuelan a baja cota para evitar ser detectados por los radares

MOTOR COHETEUn motor cohete es un motor de combustin interna que genera empuje mediante la expulsin a la atmsfera de gases que provienen de la cmara de combustin. Los motores cohete incorporan tanto el combustible, que suele ser queroseno o hidrgeno lquido, como el comburente (oxgeno en estado gaseoso o generalmente lquido).El motor cohete es el motor ms potente conocido y su relacin peso/potencia lo convierte en el motor ideal para ser usado en naves espaciales

TIPOS DE MOTORES COHETEExisten varias clasificaciones de los cohetes. La inmensa mayora son cohetes qumicos que obtienen la propulsin mediante reacciones qumicas exotrmicas del propelente. Estos a su vez se dividen en:MOTORES COHETE DE PROPULSANTE SOLIDOMOTORES COHETE DE PROPULSANTE LIQUIDOMOTORES COHETES HIBRIDO

MOTORES COHETE DE PROPULSANTE SOLIDOEn ellos se almacena el propulsante en estado slido, y se induce una reaccin cuyo frente avanza por el mismo, gasificando el propulsante a su paso. Este gas, a alta presin y temperatura, escapa de la cmara de combustin por la tobera a velocidades supersnicas.Es probablemente el ms fcil modelo de motor cohete, pero presenta serios inconvenientes. Sus caractersticas propulsivas son inferiores a las de los motores de propulsante lquido, y tienen un limitado tiempo de operacin, pues no se encuentra refrigerada ni la cmara de combustin ni la tobera (como contraejemplo veremos los de propulsante lquido).

MOTORES COHETE DE PROPULSANTE LIQUIDOUn cohete de combustible lquido o un cohete lquido es un motor de cohete que utiliza propulsores en forma lquida. Los lquidos son deseables debido a su razonablemente alta densidad permite que el volumen de los tanques de combustible a ser relativamente baja, y es posible utilizar turbobombas centrfugas ligeros para bombear el propelente desde los tanques a la cmara de combustin, lo que significa que los propulsores pueden ser mantenidos bajo baja presin. Esto permite el uso de tanques de combustible de baja masa, lo que resulta en una alta proporcin de la masa para el cohete

MOTORES COHETE HIBRIDOSEste tipo intenta aprovechar las ventajas de ambos tipos. Los propulsantes usados en combustibles lquidos suelen ser peligrosos de manipular y almacenar, por lo que tener algn componente en estado slido mejora este aspecto, as como facilita sensiblemente el diseo de los subsistemas del motor. Normalmente encontramos el oxidante en estado lquido.

PROPULSANTES SOLIDOS es una mezcla homognea de oxidantes y reductores cuyos componentes se presentan en forma slida.

Al igual que los dems propergoles, el propergol slido es una fuente de energa termoqumica que se utiliza en determinados vehculos como medio de propulsin, y que no necesita del aire atmosfrico para funcionar. Especialmente algunos cohetes utilizan el motor de combustible slido para desplazarse. A diferencia de los otros propergoles, una vez que se ha iniciado la reaccin termoqumica de la combustin en el propergol slido, sta ya no puede detenerse hasta que haya finalizado completamente.

PROPULSANTE SOLIDOPropergoles slidos homogneos.Son los que estn constituidos esencialmente por un nico compuesto qumico como por ejemplo, la nitrocelulosa y los nitratos orgnicos.

Propergoles slidos compuestos. Son los que estn constituidos por dos componentes ntimamente ligados. Estos componentes son:

Un Comburente que acta como oxidante, como el perclorato de amonio o el nitrato de potasio.Un Combustible que acta como reductor, como puede ser un caucho sinttico, un azcar, o un metal reductor

PROPULSANTE LIQUIDOes un tipo de carburante cuyos componentes se presentan en forma lquida. Al igual que los dems propergoles, el propergol lquido es una fuente de energa termoqumica que habitualmente se utiliza en determinados vehculos areos, principalmente en aviones y cohetes, como medio de propulsin. A diferencia de los propergoles slidos, una vez que se ha iniciado la combustin del mismo, el proceso de reaccin termoqumica puede regularse o detenerse por medio de vlvulas de regulacin sobre los inyectores.

PROPULSANTE LIQUIDOLos propergoles lquidos se clasifican en:

Propergoles lquidos monopropelentes: Son los que estn constituidos esencialmente por mono-ergoles, como por ejemplo el xido de etileno (C2H4O), o como el nitrometano (CH3NO2).

Propergoles lquidos bipropelentes: Son los que estn constituidos por un oxidante como por ejemplo el Oxgeno lquido, y un combustible como por ejemplo el Hidrgeno lquido o tambin conocido como Hidrgeno metlico.

AVIONES DE COMBATE

Lockheed Martin F22 RaptorCazabombardero tctico de nueva generacin de la USAF, anteriormente conocido como programa de Cazabombardero Tctico Avanzado (ATF).

Lockheed Martin F22 RaptorMxima velocidad nivelado (en altura): Mach 1.8Techo de servicio: 15.240 m (50.000 pies)Lmite de fuerza g: +9

Eurofighter TyphoonVelocidad mxima operativa (Vno): Mach 2 (2.450 km/h) Mach 1,3 en modalidad supercrucero (vuelo supersnico sin postquemador)Alcance en ferry: 3.706 km (2.300 mi) usando los 3 estanques externosTecho de servicio: 19.812 m (65.000 ft)

Caza Multiprosito

Sukhoi SU 30Velocidad mxima operativa (Vno): Mach 2,0

Cazabombardero

Dassault RafaleVelocidad mxima: 2.170 km/h (Mach 1.8)Alcance en combate: 1.850 kmTecho de servicio: 16.750 mVelocidad de ascenso: 18.000 m/min

Cazabombardero multipropsito

Northrop Grumman B-2 SpiritVelocidad mxima operativa (Vno): 760 km/h (410 nudos, 470 mph) Alcance en vuelo: 10.400 km (5.600 mn, 6.400 millas)Techo de servicio: 15.000 m (50.000 pies)

Bombardero Estratgico

Tupolev Tu-160 BlackjackVelocidad mxima: 1,380 mph (2,220 km/h) at 40,000 ft (12,200 m), Mach 2.05Velocidad crucero: 530 mph (850 km/h) at 30,000 ft (9,145 m), Mach 0.77Trepada: 13,780 ft (4,200 m) / minTecho de servicio: 52,495 ft (16,000 m)Alcance: 6,650 nm (12,300 km)Autonoma: 15 hrG-Limits: +2

Bombardero Estratgico supersnico

Saab JAS 39 Gripen Velocidad mxima: Mach 2.31 (2.525 km/h)Alcance en combate: 1.260 kmTecho de servicio: 18.500 m (versin C)Velocidad de ascensin: 150 m/sLmites de fuerzas G: +9/-3

Caza multipropsito

Mikoyan Gurevich MiG 29 FulcrumVelocidad mxima operativa (Vno): 2.445 km/hAlcance en vuelo: 1.500 kmAutonoma de combate: 1.090 kmTecho de servicio: 17.000 m

Caza multipropsito

Mc Donell Douglas F-18 HornetVelocidad mxima: Mach 1,8Alcance: 2.844 kmTecho de servicio: 15 km

Cazabombardero.

Fairchilp A-10 Thunderbolt IIVelocidad mxima operativa: 380 nudos (704 km/hora)Velocidad crucero (Vc): 303 nudos (560 km/hora)Radio de combate: 460 kmTecho de servicio: 45.000 pies (13.636 m)

Avin de ataque pesado.