Motor en cápsula

Un motor en góndola es un motor a reacción que ha sido ensamblado e integrado en su góndola . Esto puede hacerse en una instalación de ensamblaje de góndolas como parte del proceso de ensamblaje de una aeronave. ^{[ 1 ]} La góndola contiene el motor, los soportes del motor y las piezas necesarias para que el motor funcione en la aeronave, conocidas como EBU (Engine Build Up). La góndola consta de una entrada, una tobera de escape y una cubierta que se abre para acceder a los accesorios del motor y las tuberías externas. La tobera de escape puede incluir un inversor de empuje . El motor en góndola es una planta motriz completa, o sistema de propulsión, y generalmente se instala debajo del ala en aeronaves grandes como los aviones comerciales o en la parte trasera del fuselaje en aeronaves más pequeñas como los jets ejecutivos .

Los componentes EBU conectan los sistemas del motor con los sistemas de la aeronave. El montaje del motor incluye la instalación de un arrancador de motor, bombas hidráulicas, generadores eléctricos y cables de arranque, así como componentes que conectan el motor a la aeronave. Estos incluyen los siguientes ^{[ 2 ]}

• Los arneses eléctricos para el control, por ejemplo, una solicitud de empuje desde la cabina de vuelo necesita una ruta eléctrica hacia el control electrónico del motor.
• Los cables eléctricos para la alimentación eléctrica, la electricidad generada en el motor, deben conectarse al sistema eléctrico de la aeronave.
• Las mangueras hidráulicas y el fluido hidráulico del sistema hidráulico de la aeronave deben suministrarse a las bombas montadas en el motor y luego devolverse a la aeronave a alta presión. El fluido a alta presión regresa a la góndola para accionar un inversor de empuje.
• El combustible debe transportarse desde los tanques del avión hasta la bomba de combustible del motor.
• Mediante tubos de aire, se suministra aire a alta presión procedente del motor al sistema de control ambiental de la aeronave y para la prevención de la formación de hielo en la misma.

La góndola es una cubierta aerodinámica para un motor a reacción que integra la entrada de aire y la salida de escape. La entrada se conecta a una brida de montaje en la parte frontal de la carcasa del ventilador del motor. La tobera de escape, que puede incorporar un inversor de empuje, se conecta a una brida de montaje en la parte posterior de la carcasa de escape. Una cubierta aerodinámica, situada entre la entrada y la salida, completa la góndola. Dispone de puertas que permiten el acceso para el mantenimiento rutinario, como la adición de aceite, así como para la sustitución no programada de accesorios del motor y tuberías externas.

El rendimiento del motor depende del diseño de la góndola. La forma del labio de la entrada, el área interna mínima y el perfil interno se establecen con diferentes flujos de aire del motor en crucero para mantener las pérdidas de presión dentro de límites aceptables, y con diferentes ángulos de flujo de aire incidente, como en vientos cruzados y durante la rotación de despegue, para mantener las variaciones de presión en la cara del ventilador dentro de límites aceptables. ^{[ 3 ]} Las pérdidas de presión, y por lo tanto la relación de presión total, afectan el rendimiento del motor o el consumo de combustible por cada libra de empuje. Las variaciones de presión afectan la operatividad del motor o la probabilidad de sobrepresión. Las pérdidas de presión en la tobera de escape también afectan el rendimiento del motor al aumentar el consumo de combustible.

La góndola forma la trayectoria de flujo exterior a lo largo del motor para garantizar que los accesorios funcionen dentro de sus límites de temperatura y que los flujos de los extintores sean efectivos.

La colocación de los motores en el ala proporciona una importante reducción de la flexión durante el vuelo. Cuanto más alejados estén los motores del fuselaje , mayor será la reducción de la flexión; por lo tanto, los motores montados cerca del fuselaje (en la raíz del ala) ofrecen poca reducción. Casi todos los aviones a reacción modernos de gran tamaño utilizan motores en góndolas ubicadas a una distancia considerable de la raíz del ala para lograr una reducción sustancial de la flexión. Las góndolas se sitúan delante del ala para ayudar a evitar el aleteo, lo que, a su vez, permite una estructura de ala mucho más ligera .

Un ejemplo temprano de montaje en el fuselaje, el Junkers Ju 287 , tenía dos de sus cuatro motores montados en la parte delantera del fuselaje. La misma posición se utilizó para dos de los tres motores del Martin XB-51 .

Los aviones a reacción más pequeños, como el Cessna Citation, generalmente no son adecuados para motores en góndola bajo el ala, ya que esto los colocaría demasiado cerca del suelo. Lo mismo ocurre con las aeronaves diseñadas para operar desde pistas de hierba o grava sin pavimentar . En estos casos, es común montar dos (o en ocasiones cuatro) motores en góndola en la parte trasera del fuselaje , donde es menos probable que se dañen por la ingestión de objetos extraños del suelo.

Esta ubicación de montaje no proporciona alivio de flexión del ala , pero, tras un fallo del motor, ofrece mucha menos guiñada debido al empuje asimétrico que los motores montados en las alas. Para orientarse hacia el flujo de aire local, la mayoría de los motores en la parte trasera del fuselaje se instalan ligeramente con la nariz hacia arriba. El flujo de aire local en la cola del avión suele ser descendente con respecto al eje central del fuselaje .

Ejemplos inusuales de ubicación de motores son el VFW-614 y el Hondajet , que montan los motores por encima del ala.

El Antonov An-72 y el Boeing YC-14 también ubican sus motores sobre las alas, pero en una configuración de alta sustentación ( STOL , por sus siglas en inglés), donde el escape del motor pasa por encima de la superficie superior de los flaps soplados . Esta disposición aprovecha el efecto Coandă para lograr una menor velocidad mínima de vuelo y reducir la longitud de pista necesaria para el despegue y el aterrizaje.

Otro diseño inusual consiste en montar el motor en una góndola sobre el fuselaje. El Heinkel He 162 , el Virgin Atlantic GlobalFlyer y el Cirrus Vision SF50 son tres ejemplos. En general, la idea es instalar el motor en un lugar con buen flujo de aire, alejado del suelo para evitar daños por objetos extraños y que no ocupe espacio en el fuselaje.

Algunos cazas a reacción utilizan motores en góndolas, generalmente ubicados debajo del ala y montados directamente sobre ella. Un ejemplo fue el Messerschmitt Me 262 , cuyas góndolas estaban montadas directamente en la parte inferior de las alas, sin utilizar pilones. El avión de ataque a tierra A-10 Thunderbolt II utiliza motores turbofán en góndolas montados en el fuselaje. El Heinkel He 162 tenía un único motor a reacción BMW 003 E en una góndola montada sobre el fuselaje.

Los diseños furtivos no utilizan motores en góndolas. En cambio, los motores están contenidos dentro del fuselaje para minimizar la sección transversal de radar .

Muchos aviones de transporte militar , bombarderos y aviones cisterna utilizan motores en góndolas.