Motores de pistón en la aviación

¡Hola amigos! ¿Cómo va este fin de semana increíble? Hoy vamos a ponernos en marcha con este artículo sobre los MOTORES DE PISTÓN en la aviación.

Los motores de pistón, también llamados de combustión interna, alternativos, recíprocos o de explosión son motores idénticos en muchos aspectos a los empleados en los coches. Hay de dos tiempos y de cuatro tiempos, de gasolina 95 (Muchos ultraligeros funcionan con este combustible) o, y esta es la primera diferencia con los motores de coches, AVGAS que es el nombre del combustible de aviación de octanaje 100LL y de color azul. Me gustaría hacer un inciso para explicar algo muy interesante, seguro que alguna vez os habéis preguntado que significa el octanaje en la gasolina, pues se refiere a la capacidad antidetonante que posee el combustible del que se esté hablando, ¿Y qué es la detonación? ¿Es que si no tiene mucho antidetonante el combustible hace estallar el motor? No, que va, la detonación cuando hablamos del funcionamiento de un motor de pistón se refiere a un fenómeno que se define como la detonación rápida y violenta del combustible en el cilindro del motor después del encendido de la chispa, por lo que la explosión de la mezcla aire/combustible no se produce de manera progresiva, causando problemas de funcionamiento del motor y hasta daños. ¿Y como se mide la capacidad antidetonante y octanaje? Pues se mide mezclando dos hidrocarburos, el isoptano y el heptano (El primero con un 100% de capacidad antidentonante y el segundo con 0%) hasta obtener una mezcla con la misma capacidad antidetonante que el combustible a medir, de tal manera que la gasolina de octanaje 95 se refiere a que su capacidad antidentonante es igual a una mezcla de 95%  de isoptano y un 5% de heptano). Hay que tener mucho cuidado en cualquier motor para emplear el octanaje recomendado por el fabricante, pues cada motor requiere de uno específico, eso quiere decir que puedes dañar un motor en el caso de emplear un octanaje equivocado ¿Y qué pasa si no tengo combustible disponible del octanaje recomendado? Pues que podrías en caso de urgencia suministrar al motor un octanaje mayor (Aunque no es bueno) pero jamás un octanaje menor.

Daños en un pistón producidos por detonación

Seguro que ya conocéis los pormenores del funcionamiento de un motor a pistón y cómo produce movimiento en cuatro tiempos por eso sólo lo resumiremos que los mismos son admisión (Accede al cilindro la mezcla combustible/Aire normalmente en valor correspondiente a la relación estequiométrica o ideal de 1/15), compresión en la que el pistón comprime la mezcla, explosión en el que la mezcla explota y presiona el pistón hacia afuera y expulsión en la que los gases del a combustión abandonan el cilindro. 

Otra diferencia con los motores de coche es que en vez de llevar el motor una caja de cambios instalada para adaptar según la velocidad las revoluciones del motor a las de la rueda, en una avión se instala una caja reductora sin más, que disminuye y adapta de forma fija las revoluciones del motor a la hélice ¿Y si el avión cambia de velocidad siempre se mantendrá la misma relación entre motor y hélice? Puede que si, puede que no ¿Por qué? Porque hay hélices de paso fijo que la relación siempre será la misma y de paso, variable que modifica el ángulo de indiciencia (El ángulo de la cuerda de la hélice con respecto a la horizontal) de las palas de la hélice, aumentándolo según aumenta la velocidad (De manera automática mediante un dispositivo llamado governor o de manera manual por el piloto con la palanca de color azul de control del motor), de tal manera que si el avión aumenta de velocidad no aumentan las revoluciones y se podrán mantener las mismas constantes, haciendo que con el mismo número de ellas el avión corra más, pudiendo así mismo disminuir el paso una vez disminuida la velocidad aumentando así la tracción de la hélice durante el despegue y aterrizaje, vamos como la caja de cambios de un coche.

Esta imagen nos permite diferenciar entre poco ángulo de incidencia (Paso corto a poca velocidad y con mayor tracción y paso largo a gran velocidad nos proporciona menor tracción pero mayor velocidad con las mismas revoluciones)

Diferencias entre paso corto y paso largo en cuanto al avance 

La tercera diferencia de un motor de aviación con respecto a un motor de coche, es que el primero en muchos casos permite el control de mezcla ¿Para qué? Pues dado que el avión según asciende encuentra un aire menos denso y a que el motor tiene la costumbre de manera automática de aumentar la presencia de combustible en la mezcla para compensar ésto, dar al piloto la posibilidad de reducir la mezcla para que no se dispare el consumo, también permitiendo ésto el disminuir la temperatura del motor (Aumentando la cantidad de combustible en mezcla) o aumentar la temperatura (Disminuyendo el porcentaje de combustible en mezcla).

La cuarta diferencia que encontraremos entre ambos medios de transporte es que un motor de aviación también permite calefactar el carburador, debido a que en ambientes húmedos y, ésto os va a sorprender, entre 21ºC a -7ªC se puede producir la congelación de su mariposa de tal manera que se quedaría paralizada llegando a pararse el motor ¡Cómo lo hace! Pues se abre una entrada al aire alternativa que no tiene filtro y que hace que aire caliente entre en el carburador descongelando la mariposa o mejor a aún impidiendo que se congele. Se suele emplear durante el aterrizaje y descensos prolongados como medida preventiva.

La quinta diferencia y última es que ciertos aviones poseen persianas de refrigeración del motor, las cuales abriéndolas aumentan el paso del aire al motor enfriándolo y cerrándolas disminuyen el paso calentando el motor (Hay que estar atentos al indicador de temperatura del motor para ir regulando ésto).

Imagen que nos muestra el cuadro de control del motor de una avioneta Piper. El control negro es de potencia, el azul de paso de la hélice y el rojo de mezcla. Cuanto más arriba más potencia, paso más corto y mezcla más arriba respectivamente.

Espero que este artículo os haya puesto en marcha la mañana. ¡Buenos vuelos!