Aspectos de Rendimiento en Turbinas de Gas: Flat Rating, Temperatura Flex y EPR

021-11-05Pablo Asensio Martínez2026-03-272 min

Empuje y Presión

  • Aceleración del Aire: A medida que el motor acelera el aire, la presión dinámica aumenta y la presión estática disminuye (principio de Bernoulli).
  • Empuje Específico: Definido como Empuje Neto por unidad de Flujo Másico de Aire.
    • Si el flujo de aire de entrada aumenta (debido a mayor velocidad/densidad) manteniendo el empuje neto constante, el empuje específico disminuye.

Motores "Flat-Rated" (Potencia Nominal Constante)

Los motores de turbina suelen estar "flat-rated" para proporcionar un rendimiento consistente en un rango de temperaturas y proteger los componentes.

  • Rango Flat-Rated (OAT Fría/Estándar):
    • Ocurre cuando la Temperatura Exterior (OAT) está por debajo de la "temperatura flat-rated" (típicamente alrededor de ISA +15°C).
    • El empuje está limitado por límites de presión interna (Flujo Másico Máximo / Estructural).
    • El motor produce un empuje máximo constante aunque la OAT baje más.
  • Rango Limitado por Temperatura (OAT Caliente):
    • Ocurre cuando la OAT está por encima de la temperatura flat-rated.
    • El empuje está limitado por EGT/TGT (Temperatura de Gases de Escape/Turbina) para prevenir la fusión o "creep" (fluencia) de los álabes de la turbina.
    • A medida que la OAT aumenta, el empuje máximo disponible disminuye.

Despegue con Empuje Reducido (Flex / Assumed Temp)

Se usa para extender la vida del motor utilizando menos empuje del máximo cuando el rendimiento de despegue lo permite (poco peso, pista larga).

  • Principio: Se "engaña" al FADEC/Computador haciéndole creer que el aire exterior está más caliente de lo que realmente está.
  • Método:
    • El piloto introduce una Temperatura Asumida (Assumed Temperature o Flex Temp) en el FMS.
    • Esta temperatura asumida es más alta que la OAT real.
    • Como el motor está "limitado por temperatura" a altas OATs, el computador calcula un límite de N1/EPR más bajo.
    • Resultado: El motor produce menos empuje, operando más frío (menor EGT), reduciendo el desgaste.

Indicación de Empuje: EPR

  • EPR (Engine Pressure Ratio): Parámetro primario de empuje en muchos jets (otros usan N1).
  • Definición: La relación entre la Presión de Salida de la Turbina de Baja ($P_{salida}$) y la Presión de Entrada al Compresor ($P_{entrada}$).
    • $EPR = \frac{\text{Presión Total a la Salida de la Turbina}}{\text{Presión Total a la Entrada del Compresor}}$
  • Sensores: Pueden ser fuelles electromecánicos o transductores digitales.