Bueno, no quedó excelente (hoy tengo el cerebro quemado), pero es mejor que una traducción google y la idea principal se entiende.
¿Puede un bimotor tener demasiada potencia?
Por Nick Lappos
Puede sorprenderle saber que su madre estaba en lo correcto, demasiado de algo bueno puede ser malo.
Los que han luchado con una falla del motor con una caída de las revoluciones por minuto del rotor y apenas suficiente potencia en el motor serán los primeros en pedir un conjunto de motores mayor.
Parece que los pilotos casi siempre piden suficiente potencia en los helicópteros bimotor como para mantenerse en vuelo estacionario con un solo motor. Solo entonces hay suficiente potencia para la mayoría de los pilotos.
Lo que los pilotos de helicóptero no aprecian es que un bimotor la las performances de un buen monomotor está, de hecho, cargando un motor extra, como un neumático de emergencia pero con un consto enorme, aumento del peso y disminución del alcance.
Con tanta potencia ¿cómo puede verse afectada la performance?
Un helicóptero con un diseño balanceado sufre mucho, en realidad, cuando hay mucha potencia disponible por varias razones.
Además del peso y costo extra de un motor adicional, hay un factor poco conocido en la forma en cómo las turbinas queman combustible. Cuando una turbina funciona a una fracción de su potencia total, quema mucho más combustible por cada caballo de fuerza. Por esto, una gran turbina funcionan do a la mitad de su potencia quema entre un 25 a un 40 porciento mas de combustible que una turbina más pequeña operando a su máxima capacidad. Este combustible extra es significante. Por un rango de 150 millas, un bimotor con una potencia moderada puede llevar más personas y carga que uno con un motor inoperativo, cuando ambos alcanzan su máxima capacidad de carga. Cualquiera que haya volado un Wessex lo sabe. Lo que esto significa es que el helicóptero con mucha potencia disponible debe cargar más combustible para hacer el trabajo, y ese combustible le quita carga útil, asique el helicóptero lleva menos carga útil que otro de menor rendimiento. Sufre de demasiada potencia.
Aunque el combustible es el mayor contribuidor a la perdida de carga útil, no es el único factor. Un helicóptero con grandes motores lleva peso adicional en motores, transmisión.
En efecto, cuando construyes un helo con dos grandes motores solo estás haciendo un helo mucho más grande, usando una fracción de su capacidad y teniendo el resto como un margen de seguridad. Imagine tener un grupo motopropulsor de 20.000 libras pero restringirlo a un 15.000 libras con el consiguiente reducción de carga útil y productividad.
¿Por qué una turbina es menos eficiente a baja potencia? La primera razón es el calor. Porque el motor rinde menos a temperaturas más bajas dentro de la turbina, esta operación en frio reduce la eficiencia de convertir el combustible en energía. Una planta de poder es mucho más eficiente cuando funciona a muy altas temperaturas, de modo que el calor y el trabajo quieren fluir hacia ambientes más fríos. Los ingenieros saben que mientras más alta la “temperatura delta” entre la sección caliente y el exterior mayor es la eficiencia termodinámica. La segunda gran razón es porque las hojas productoras de gas están diseñadas para un mejor ángulo de ataque, cuando operan a máxima eficiencia. La máxima eficiencia para las hojas de la turbina esta cerca de su mayor ángulo de ataque, justo como un ala o un rotor. Cuando el motor funciona a baja potencia, las hojas están fuera de su mayor eficiencia, necesitan más potencia para comprimir el aire y esto consume combustible extra.
Volviendo a nuestro bimotor que puede suspenderse con un solo motor. Ya que construimos el helicóptero con dos grande motores apropósito, planeamos que no rinda al máximo estando a mitad de la potencia, durante la mayoría de su vida útil, y en consecuencia planeamos que queme más combustible para llegar a su destino. Esto no es igual para nuestros antepasados a pitón porque los motores de pistón son casi tan eficientes tanto a baja como a alta potencia. Operan a la misma alta temperatura dentro del cilindro mientras esta ocioso. El pistón rinde menos tanto a bajas RPM como a bajas presiones del compresor, pero cada explosión es caliente, y casi tan eficiente como las otras. Por esa razón la única penalidad producto de tener “mucha potencia” con un motor de pistón es el peso extra de un motor más grande.
En lo que concierne a los costos de operación, un aparato con motores más grandes es más caro de adquirir (parece que pagáramos por caballo de fuerza), más caro de asegurar (mayores costos en repuestos, y una buena parte de los costos de operación directos se van en seguros), mayores costos para reparaciones mayores y mucho más combustible (25 al 40 por ciento). Todo esto y soporta menos carga útil, así que hace menos dinero por hora de operación. Resultados netos: un aparato con motores más grandes, el sueño del piloto, lleva menos carga útil a la misma distancia que un helo más esbelto donde la potencia “extra” es más moderada.