¿Cómo son los motores de avión?

El motor alternativo de gasolina fue el único disponible durante las primeras décadas de la aviación y sigue equipando a la inmensa mayoría de las avionetas de escuela y de turismo. Los más comunes son de cuatro o seis cilindros opuestos horizontalmente, refrigerados por aire, con encendido doble por seguridad y potencias de 75 a 300 kW (100 a 400 CV). Mueven una hélice de paso fijo o variable y consumen gasolina de aviación con plomo, aunque avanza la transición a combustibles sin plomo y a motores diésel que queman queroseno. Son sencillos y relativamente baratos, pero pierden potencia con la altitud y sus piezas en movimiento limitan su fiabilidad frente a las turbinas.

Todas las turbinas de aviación comparten un núcleo: un compresor toma aire y lo comprime, una cámara de combustión lo mezcla con queroseno y lo quema a presión constante, y una turbina extrae energía de los gases calientes para mover el compresor. Lo que cambia es cómo se aprovecha la energía sobrante. En el turborreactor puro, todo el gas sale por una tobera a gran velocidad: es eficiente a velocidades muy altas y ruidoso, y hoy prácticamente se limita a aplicaciones militares antiguas y misiles. En el turbofán, la turbina mueve además un gran ventilador delantero que impulsa una masa de aire mucho mayor alrededor del núcleo; en los motores modernos, la mayor parte del empuje procede del ventilador, con relaciones de derivación de 9:1 a 12:1. Es el motor de todos los aviones de línea actuales por su consumo moderado y su ruido contenido. En el turbohélice, la turbina mueve una hélice a través de un reductor: es la solución más eficiente por debajo de unos 650 km/h y equipa aviones regionales y de carga. El turboeje es la variante que entrega la potencia por un eje, para helicópteros.

Un turbofán actual mide hasta 3,4 m de diámetro de ventilador, como el GE9X del Boeing 777X, y genera más de 450 kN de empuje. Sus álabes de turbina trabajan en gases más calientes que el punto de fusión de su aleación gracias a canales internos de refrigeración y recubrimientos cerámicos. Los materiales compuestos en el ventilador, la fabricación aditiva y las cajas reductoras entre ventilador y turbina, como en el Pratt & Whitney PW1000G, han rebajado el consumo por asiento en torno a un 15 por ciento respecto a la generación anterior. En el otro extremo aparecen los motores eléctricos, todavía limitados a aviones pequeños y a demostradores por la densidad energética de las baterías, y los proyectos híbridos que combinan turbina y generador.