Bootstrap Framework 3.3.6

Bien, con respecto a ese invento, presuntamente menos caro, yo me añado a vuestra cartera de clientes potenciales.

HOLA, COMO SIEMPRE CALENTANDOME LA CABEZA

Hombre, calentar la cabeza y las manos, pues si, ahora, empuje... pues no.

He hecho algunos números:

Supongamos que el speed 280 es capaz de empujar un compresor de 54mm de diametro a 20.000RPM.

Segun los cálculos, para mover el compresor a esta velocidad se necesitan 30W al eje (que el 280 va a sudar para darlos). A 20.000 rpm el compresor dá una relación de compresión de 1,016 a 1 y una masa de aire de 16gr/s

Con esta masa de aire, se pueden quemar unos 18cc de combustible por minuto para tener unos 600ºC de temperatura de escape.

Y con esta masa de aire a 1,016 bar de presión, a 600ºC saliendo por el escape se pueden obtener 0,8N de empuje. Unos 80gramos.

Y para obtener estos 80gramos necesitamos, para 10 minutos de vuelo:

30W de potencia de salida del motor, que con un rendimiento del 75% se transforman en 40W, a 6V son 6,6A de consumo, por 10 minutos de vuelo, baterias de 1,1Ah mínimo. Con su regulador.

18cc/minuto de combustible, son 180cc por 10minutos.

Bomba de combustible, regulador de la bomba, baterias de la bomba..

Total, así a ojo, unos 400gr de peso del equipo auxilar, con 400g más que pese el motor.

Son 800gr de peso por 80gr de empuje...


Creo que el 280 con una hélice dá mucho más empuje con mucho menor peso....


Saludos,

Gaspar

En cierta ocasion tambien imagine lo mismo que tu. Cuando tuve los suficientes conocimientos de fisica me desanime al ver que los numeros no salian.
Pero tuve otra idea y te la expongo por si te es util.

En vez de utiliar un motor electrico utiliza uno de coche de 3.5 cm2.
Estos motores de coche dan hasta 40.000 rpm con una potencia bastante mayor que el electrico. Ademas hay algun modelo que tiene arranque manual asi no tendras que utilizar arrancador.
Yo no llegue a construirlo, pero mi idea era utilizar el conjunto de alabes de un aspirador domestico.
No necesitas tampoco acarrear con el peso del motor de la bomba ni de las baterias puesto que puedes utilizar el mismo eje para mover los engranajes de la bomba. De todas maneras no necesitas colocar tubos evaporadores, si colocas la admision de combustible antes del compresor este te lo pulverizara y solo necesitas un poquito mas de presion que la atmosferica ya que te pude ayudar el efecto venturi y solo necesitarias un restrictor variable similar a las agujas de carburacion en vuelo.

Espero haberte ayudado de alguna manera.
Suerte y feliz año nuevo.
javi

Pues para pasar el tiempo creo que es algo entretenido. Al menos ruido hara porque lo hice yo con una lata de cocacola y un ventilador de secador hace 13 años y por lo menos el ruido anima a uno jeje.
Tb lo hice pero sin ventilador, metiendole aire comprimido desde un compresor, y le hice un difusor antes de la camara de combustion, y logre cierto empuje. Ya estaba pensando yo en conectar el compresor a la alargadera del cortacesped y montar todo el compresor en el avion jeje.

Tengo aqui un motorcito electrico mas potente, que quiza vaya algo mejor, es de un coche rc viejito. Segun me dijeron supera las 30.000rpm.

otra cosa que pense es en ponerle varias etapas para conseguir mas presion, asi la velocidad de escape de los gases podra ser mayor, pero bueno si como comentais la masa de aire que mete un compresor a esas rpm es escasa, creo que no servira de mucho meterla a mas presion, el empuje seguira siendo muy pequeño.
Pero bueno sigo pensando que para mentes inquietas, sigue siendo un inventito curioso, y con el que se puede aprender muchisimo, tratando de sacar el maximo rendimiento. Aunque no se logren mas que unos gramos de empuje, si se logra adquirir nuevos conocimientos, y quiza mas adelante con la experiencia que se va adquiriendo se consigan diseñar turbinas con mas empuje y rendimiento que las actuales.

Aqui dejo una foto del motorcito que seguramente tire mas.

El invento en cuestión se ha llevado a la práctica en aviación real.

El avión que llevaba este propulsor se llamaba "Caproni Campini". Lo llamaban el motoreactor.

Lleva un motor de soplante entubada, con un motor "a pistón" y a mitad de la cámara de compresión se le inyectaba queroseno y se encendía, aumentando la potencia..

Tuvo un éxito "relativo". El propulsor funciona, es decir, la teoría es correcta, pero consume muchísimo combustible y el rendimiento es bajo.

Si, los italianos lo experimentaron en los años 30, pero lo que se perseguia no era el tener un motor eficiente ni muy potente, sino poder aumentar la velocidad del avión, que en un avión de hélice está limitado a mach 0,5-0,6 por la própia hélice al alcanzar las puntas velocidades supersónicas.

No es nuestro caso... todos nuestros modelos son claramente subsónicos.

Para hacer girar un compresor de una KJ66 ligeramente por encima del ralentí (40Krpm) se necesitan unos 750W de potencia, 1 HP. La KJ produce unos 750gr de empuje a esta velocidad, y un motor de 6,5cc con una buena hélice con la misma potencia pasa de 2,5Kg de tracción... No le veo la gracia al invento.

Saludos,

Gaspar

Efectivamente. Los italianos buscaban velocidad punta y no tener hélices visibles, que suponen un "estorbo" y un punto débil para un avión.

De todos modos, el éxito del avión, consistió en recorrer una distancia bastante limitada, repostando en repetidas ocasiones y sacando una media de velocidad creo que limitada a menos de 200 km/h, cosa que aún en la época es un exito bastante discutible.

De todos modos, yo vi un reportaje sobre la aviación en Italia y los italianos se vanaglorian de ser los primeros en tener un avión a reacción.

Lo que comentan Manolo y Xoel, yo creo que está bien. Un rendimiento pésimo pero a cambio de un sonido y unos gases de escape muy realistas.

Para maquetistas exigentes...

Saludotes..

A ver si a estas alturas vais a inventar el Ducted Fan...

Pues que curioso no sabia que existia en realidad

el inventito lo hacemos sin ningun fin economico, simplemente por probra y divertirse, para mi es parte del hobby. Aunque no tenga gracia, al menos nos divertiremos, y alguna conclusion sacaremos y si al final fracasa, sera un fracaso mas que entre tantos fracasos casi no se notara

Yo me pregunto si a 40.000rpm que como dice Gaspar es el ralenti de la kj, este motor no empujara mas, porque en este caso los 750W necesarios para mover el compresor a estas rpm los suministra una bateria, y no se le restan al chorro de gases. Por logica deberia empujar mas no?La energia de los gases se utiliza toda para empujar. No tengo mucha idea sobre el diseño de turbinas, pero por intuicion parece que es asi.

La comparación con un ducted fan, no creo que sea muy buena porque poco tiene que ver creo. En un caso una turbina en un motor mueve gran caudal de aire a cierta velocidad, y en otro un compresor, mete aire en una camara de combustion a cierta presión, donde se quema el combustible, y posteriormente el chorro de gases es acelerado.

SALUDOS

En teoria tiene bastante logica, pero abria que ver en al practica, la verdad que no se que va a salir, pero ojala que les funque como esperan.

saludos

Una preguntita que me surgue sobre el 1º comentario de Gaspar en el que decia que a esas rpm el caudal que da el compresor solo da para quemar 18cc de combustible por minuto para tener una temperatura de escape de 600ºc.
Eso es aplicable a la kj? porque la kj una grandisima parte del caudal lo usa para enfriar los gases de la combustion antes de entrar en la turbina, en este caso mientras no funda la tobera como si salen a 1000ºc
Quiza se puedan quemar mas cc de combustible. Si tienes un tiempo me gustaria que me dijeses.
Un saludo.Xoel

Otra opcion para ganar algo de rendimiento en el compresor, que se me ha ocurrido, es hacer el ajuste de este con la tapa del compresor mas pequeño, ya que a estas rpm no tendra problemas. si para la kj es de 0.15mm quiza aqui se le pueda hacer de 0.07 aprox.
Tambien pense en construir un compresor mas ligero en poliuretano, asi en el momento de acelerar el motor electrico tendra que vencer menos par y el consumo sera menor. Como las rpm no son altas no hay riesgo de que se desinegure.

Hay un detalle que no se si alguien se ha dado cuenta: el consumo de la turbina al ralenti es parccticamente el que se necesita para mantener en movimiento el compresor. Por lo tanto como esa potencia no se necesita puesto que lo mueve un motor bien sea de explosion bien sea electrico, la potencia que genera el quemar combustible en la camara seria util exclusivamente como empuje.
Caso aparte es el compresor. Segun mi criterio no es necesario que el aire se comprima como en una turbina normal, creo que para arrancar funcinaria con presiones mas bajas, si se diseña para que una vez en vuelo tega mayor presion dinamica.
saludos

Y por que no utilizar un "ducted fan" electrico comercial (sencillito) en el que ya han estudiado diámetros de turbina, alabes, etc. y concentrar todos los esfuerzos en diseñar una buena cámara de combustion y cono de salida???

Por cierto, ¿que combustible se podría utilizar?, porque creo que el keroseno es un poquillo "pesado" para estas presiones y temperaturas.

Yo tambien pienso que el tema del empuje que se pueda obtener es un poco más complicado que equipararlo totalmente a una turbina.

Mas bien sería el empuje de un ducted fan con motor 280 speed, que se incrementaría con el aumento de inercia de gases a la salida al incrementarse el volumen del gas al calentarse en la cámara de combustión.

Tambien, yo me preocuparía de la posibilidad de que un fallo en el motor pudiera provocar una combustión del combustible "hacia atras", siendo bastante peligroso para el modelo y los que estén cerca.

De todas maneras, tengo fe en este proyecto, creo que se puede sacar algo bonito.

Aalbea

Buenas,

No tengo demasiado tiempo ahora mismo para cálculos y responder extensamente todas las preguntas, pero hay un par de cosas que hay que tener claras:

1a. Lo que se aquí se está hablando es lo que vulgarmente se conoce como postcombustion. La única diferencia es que el generador de gas propuesto no es una turbina. No es ningún invento raro, existe hace tiempo y funciona.

2a. El empuje depende linealmente de la masa del gas y su velocidad de escape. En este caso, la masa del gas es fija, y es la que produce el compresor, que a su vez está limitada por la potencia disponible para el motor del compresor.

O sea, que la única manera de aumentar el empuje por una masa de aire fija es aumentar la velocidad de salida.

La manera usual de aumentar la velocidad de salida es la de instalar una tobera convergente, de manera que los gases se aceleren al restringirse el diámetro. Al reducir la sección de salida, aumentará la presión dentro del motor hasta que sea igual a la presión de salida del compresor, pongamos 0,1bar como mucho en el invento propuesto, punto en el que el compresor entrará en pérdida y disminuirá el gasto de gas. Con lo que el empuje se reducirá, y se puede demostrar que hay una área óptima de tobera de salida por un compresor y RPM dadas.

Añadiendo calor después del compresor se conseguirá expandir los gases, ocuparán más volumen, y necesitarán un área de salida más grande. Pero la velocidad de salida será la misma, limitada por la relación de compresión, y masa del gas será un poco superior al sumarse el peso del combustible, con lo que el empuje será ligeramente superior, pero nada espectacular. Y si, supongamos que el área de salida sea la adecuada para el empuje "a seco", al introducir el calor se conseguirá que la presión en cámara venza a la del compresor, saliendo llamas por el compresor... nada bueno.

Antes de que me pregunteis el porque los aviones de "verdad" les funciona la postcombustuión, aqui va el resto del "ladrillo":

La máxima velocidad de salida de una tobera convergente es de Mach1, y para obtenerla se necesita una relación de compresión elevada, de memoria me parece que era superior a 2,5 :1. Los motores modernos trabajan con relaciones de compresión elevadas, de hasta 23:1, con lo que por mucha presión que esté disponible, el empuje está limitado por la tobera. La solución, la tobera convergente/divergente. Los gases son capaces de expansionarse en una tobera divergente a velocidades superiores a mach1, con lo que el empuje aumenta. Y, ya que necesitamos expansión, y relación de compresión sobra, pues recalentado los gases se obtiene velocidad extra, con lo que tienes extra empuje.

Si os fijais en los aviones de escala real, vereis que "en seco", sin postcombustion, la tobera de salida está cerrada y es convergente. Y en postcombustión está abierta y es divergente.

o sea, que en resumen, no sirve de nada la postcombustion en motores de baja relación de compresión. Incluso nuestras turbinas de gas no lo agradecerían.

Saludos,

Gaspar

Nota para los puristas: Soy consciente que he simplificado bastante el tema, pero he preferido dejarlo sencillo que enrollarme demasiado y perderme por las nubes...

Totalmente de acuerdo con lo de que no puede aumentarse la presión.... y con el resto de las consideraciones teóricas.

He estado revisando datos del motor real y el Caproni Campini, proporcionaba una velocidad máxima de 329 Km/h sin postquemador y 375 con quemador.... Teniendo en cuenta que la soplante entubada iba con un motor de pistón de 900 caballos, y el avión es un biplaza, tampoco es para tanto...

Conseguir un incremento de empuje para pasar de 329 a 375 Km/h, puede suponer que todo el sistema de postquemadores suponía un incremento de potencia bastante mísero.

De todos modos, yo sigo pensando que este tipo de motor se dirigiría a maquetas de reactores, que podrían ir solo con ducted fan, pero con el sonido y el color de la llama.

Hola Javier, claro que nos damos cuenta del detalle, si te fijas lo escribi un poco mas arriba, esa es la unica "ventaja" que tiene respeto a una turbina, y por el motivo que quiza podamos lograr un minimo de empuje. Lo de ganar presión dinamica es una buena idea, hay que diseñar un difusor antes del compresor para aprovecharla.

Lo de usar un ducted fan electrico no creo que sirva, porque no es un compresor, echa mucho caudal a cierta velocidad, pero creo que metiendole un difusor, no ivamos a ganar mucha presion. Intuyo que si queremos ganar presion vamos a tener que reducir el caudal, asique habra que buscar el mejor equilibrio. Con un motor electrico no podemos pedir mucho caudal a alta presion. Para ganar en presión a esas rpm pense en poner 2 etapas con dos compresores centrifugos, que esten diseñados para ello. No creo que se puedan poner dos compresores iguales seguidos, creo que asis e tira energia, igual que pasa en los compresores de piston en serie que un cilindro debe ser mas pequeño que otro, supongo que en este caso tb tiene que pasar lo mismo. Supongo que el segundo compresor debe ser diferente al primero.

Con lo de las toberas convergentes divergentes tengo mucha experiencia por el tema de los cohetes creo que es donde mejor se ve este tipo de toberas es en los motores de los cohetes porque en el tramo divergente despues de la garganta tienen una tremenda campana que la he visto en realidad y es bastante mas compleja de lo que se ve en la tv .
En este caso ya se suponia que este tipo de tobera no sirve. La tobera habra que diseñarla aproximadamente, y construirla un poco mas restrictiva de lo que nos diga la teoria, y luego si no funciona, ir cortandola hasta llegar al mejor punto, y ver que pasa .

Por lo que se ve de algo sirve el inventito, al menos estamos repasando o aprendiendo conceptos basicos de termodinamica. Ya sabemos que un fluido de gases en movimiento a velocidad subsonica, se expande por un conducto convergente y se comprime por uno divergente, cosa que parece un poco rara . Todo lo contrario sucede cuando el fluido circula a velocidad supersonica.

La pregunta que me surge es como hace un caza cuando atraviesa la barrera del sonido para que los motores no se le paren. Creo que antes de la turbina tienen un difusor que pueden variar no? con esto consiguen presion dinamica bajando la velocidad del aire a velocidad subsonica, y consiguen que la turbina trabaje a velocidad subsonica, incrementando luego en la tobera la velocidad de los gases a supersonica. si no es asi no comprendo como funciona la turbina.

Un saludo

Xoeljet escribió:como hace un caza cuando atraviesa la barrera del sonido para que los motores no se le paren. Creo que antes de la turbina tienen un difusor que pueden variar no?

Recuerdo un documental sobre el Concorde en el que se decía que uno de los aspectos más complejos de su diseño era un dispositivo situado en la entrada del aire a los motores. Dado que los motores no podían recibir aire a velocidades supersónicas, estos dispositivos reducían su velocidad. Pero debían hacerlo de forma eficiente sino el consumo de combustible
sería enorme.
Del SR-71 he oido que los característicos "conos" que hay a la entrada de los motores se pueden desplazar hacia adelante y hacia atrás, de modo independiente, a voluntad del piloto y que un ajuste incorrecto de la posición de un "cono" puede provocar una brusca pérdida de empuje en ese motor haciendo que el piloto se dé un cabezado contra un lado de la cabina. Aunque esto no sé si tendrá que ver con la reducción de la velocidad del aire en el motor.

Un saludo.

Hola

Hace unos meses construí una máquina muy parecida a la que aquí se menciona. Y aunque aún estoy desarrollandola los resultados obtenidos hasta ahora han sido muy satisfactorios.

La idea surgió cuando pensaba en como eliminar los que a mi juicio son los principales inconvenientes de una turbina de gas: 1º las altísimas revoluciones a las que trabajan y 2º la construccion de la propia turbina de arrastre y la cara tecnología de materiales necesaria.

Estudié el ciclo de Brayton (ciclo de las turbinas de gas) y directamente eliminé la etapa de la turbina. Se simplifica y queda un ciclo de tres etapas.

La primera corresponde al compresor, que en mi máquina extrae la energía de un motor del tipo 180. La segunda es la cámara, que no plantea casi problemas en su diseño, ya que a la primera conseguí que quemara todo el combustible que inyectaba. Y por último la tobera, que es donde más hay que trabajar para optimizar el rendimiento.

Pues con todo esto la maquinita pesa 350g y entrega unos 220g de empuje. Esta construída casi completamente en cobre (la tobera se torna blanca con la temperatura, que no he podido medir) excepto el inyector de la camara que es de aluminio que tambien debido a la temperatura se ha deformado. Con los materiales que tengo previsto construir una nueva (aluminio y acero) espero que el peso se reduzca considerablemente...

Lo mejor de todo es que llevo gastados solo unos 30 euros.

Evidentemente el principal problema que plantea es la compresión. Solo hay dos soluciones y para ámbas se necesitan motores mas potentes: 1ª utilizar engranajes entre motor y compresor que aumenten la velocidad de este; 2ª utilizar un compresor de varias etapas. Ésta última es la más factible. No obstante habría que evaluar construirlos en plástico o fibra para reducir el momento de inercia, o sino no va a haber motor que los mueva.

Pues eso, intentaré rescatar alguna foto y la colgaré aquí.

Adios

Pues si que me gustaria ver alguna foto. Desde luego tu comentario anima a seguir desarroyando el motorcito.

Lo que comentas de ganar rpm mediante una multiplicadora de engranajes lo pense pero no creo que sirva. La potencia que da el motor electrico sera la misma, y dudo que sea capaz de vencer el par del compresor si se le pone una multiplicacion. Yo habia pensado algo asi pero con poleas no con engranajes, y que a medida que aumentasen las rpm, la correa fuese por fuerza centrifuga desplazandose a un diametro mayor en el polea del motor, asi seria mas progresivo, pero pensandolo bien creo que lo mejor es el motor directo al eje. Y en caso de meter varias etapas, seguro que el caudal sera menor. El motor electrico no da mas de si, aunque se le metan mas etapas, no quiere decir que vamos a tener el mismo caudal a mas presion, si gastas potencia en comprimir aire tendras que sacrificarlo en caudal no? De todas formas estoy seguro que se puede lograr un equilibrio, que pueda dar un minimo de empuje.

Yo lo digo porque al arrancar mi turbina con motor electrico, con bateria de 7.2V que actua sobre el eje de la turbina, que es bastante mas pesado, lo revoluciona hasta la velocidad de ralenti, sin haber entrado queroseno que pueda ayudar a girar el eje. Lo vi en el cuenta rpm que le instale. Asique logicamente tiene que poderse conseguir cierto empuje.

Lo de construir compresore smas ligeros lo voe bueno, pero solamente para el momento de acelerar el compresor, ahi el motor electrico es cuando mas par debe vencer y el consumo se dispara, a la hora de alcanzar mas rpm estoy seguro que no sirve porque el par que debe vencer el motor es el de la compresion del compresor, y este es igual que sea pesado que ligero es la misma fuerza, incluso podria ser conveniente que fuese pesado en ese momento. Por eso la ventaja que le veo es en el arranque, porque no es la primera vez que fundo los cables al empezar a girar un eje
Un saludo

Uno de los principales compresores que tengo en mi cabeza para las priemras pruebas, de 51mm de diametro.

mi idea seria esta : Como dijo javier c . se puede utilizar un motor de coche , pero porque tiene que ser el de 3,5 cm3 , pueden ser los 12 de 2,1cm3 que cogen mas revoluciones , creo que 2000mas y pesan menos y si no , un motor brussless que como sabe la gente , son mas ligeros , alcanzan mas revoluciones etc y con un poco de imaginacion como en los aviones reales de combate , hacer un ventilador que introducca aire , otro que lo comprima y un inyector que inyecte una llamita al interior y otro inyector que lo queme , una tobera de salida de apertura variable accionada por un servo y alomejor funciona

si he metido la pata en algo lo siento , no estoi muy enterado en el tema de las turbinas de gas

Un pequeño esquema de lo que puede ser el difusor, la tapa del comrpesr, el soporte para el motor, y el eje.

Hola Xoel:

Evidentemente si disponemos de poca potencia para la compresión no podemos llegar muy lejos. Y además esta hay que "administrarla" entre caudal y presión. En cualquier caso creo que resulta mucho más ventajoso emplearla en ganar presión (de ahí lo de varias etapas) que en suministrar grandes caudales de aire.

Una de las principales ventajas que he observado en estos motores es lo fácil que resulta modificar la mezcla aire-combustible ya que cuando funcionan juegas con las revoluciones de compresor (voltaje del motor) y con el combustible que entra en la cámara. Así que el problema del caudal provisionalmente se solventa.

A propósito de esto último habría que pensar en un controlador del motor que gestione el combustible que entra en función de la velocidad del compresor.

En cualquier caso creo que es imprescindible utilizar motores más potentes para comprimir el aire si queremos resultados más razonables.

Gracias por escucharme. Un saludo.