Fondamentalmente nel mondo dell' aeronautica esistono due tipi di propulsori: quelli a elica e quelli a getto.
I primi si avvalgono della combinazione motore a pistoni-elica ottenendo così in motoelica, i secondi invece fanno uso della turbina a gas ottenendo così il turbogetto; in più c'è un'altro tipo di motore che nasce dalla combinazione di questi primi due ed è il turboelica.
In questa guida intendiamo dare una breve panoramica sui motori a getto (autoreattore, pulsoreattore, turbogetto, turboelica e turbofan).
Il più semplice motore della tipologia a getto è l' AUTOREATTORE. Il funzionamentodi questo motore è molto semplice: l'aria entra con una ceta velocità di entrata V0, viene accelerata fino nella camera di combustione dove viene miscelata al combustibile ed infine fatta bruciare; i gas combusti poi escono ad elevatissima velocità dall'ugello di scarico. Perciò tale motore gioca molto sull' elevata velocità di uscita dei gas dall' ugello. Come vantaggio c'è il fatto che questo motore non contiene parti mobili, per contro invece, per funzionare necessita di una precisa velocità di entrata dell' aria, che per essere fornita c'è bisogno di un secondo motore che consenta all' aereo di decollare ed infine raggingere quella velocità che consente l'accensione dell'autoreattore. Come si può facilmente intuire un altro svantaggio di questo motore è l'elevato consumo di carburante.
In questo altro tipo di motore (per altro molto utilizzato in campo aeromodellistico), l'aria viene fatta entrare mediante l'apertura della valvola, viene iniettato del combustibile, la miscela aria-combustibile viene accesa, con un conseguente aumento di pressione all'interno.
Questo fa sì che la valvola si chiuda e viene permesso ai gas di fuoriuscire dall'ugello di scarico causando la spinta. Dopo ciò la pressione diminuirà con la conseguente apertura della valvola di aspirazione, viene fatta rientrare dell'aria... e così via.
Il funzionamento di questo motore è abbastanza semplice.L'aria entra dalla presa d'aria, passa attraverso il compressore che la comprime e ne aumenta da densità e la pressione e la temperatura, dopo di ciò l'aria entra nel bruciatore dove viene miscelata al combustibile e fatta bruciare.
Si generano così dei gas combusti caldi che a gran velocità investono la turbina che girando, siccome è collegata assialmente al compressore, fa girare quest'ultimo, ed infine i gas fuoriescono dall'ugello di scarico ad una velocità elevatissima.
Se consideriamo alcune caratteristiche generali di questo motore, è importante tenere a mente l'elevato numero di giri dell'albero motore (80000/100000 giri al minuto), l'elevata rumorosità, gli elevati consumi, e l'elevatissima spinta alle alte quote che riesce a fornire e la grande distanza di decollo di cui necessita un aereo equipaggiato con questo motore. Si calcoli inoltre che a parità di spinta, un motore a scoppio, occupa più spazio ed ha un peso maggiore di un turbogetto.
Se si fa un paragone con un motore a pistoni, possiamo notare che mentre in questo lo stesso organo provvede a svolgere diverse funzioni(aspirazione, compressione, espansione, scoppio e scarico), in un motore a turbogetto ogni organo provvede a svolgere la stessa funzione continuamente, infatti la presa d'aria provvede solo all'aspirazione, il compressore solo alla compressione, il bruciatore solo alla combustione, la turbina solo all'espansione ed infine l'ugello di scarico, solo allo smaltimento dei gas di scarico.
E' possibile inoltre mettere più compressori e più turbine con alberi coassiali.
Il turboelica è un motore molto diffuso sugli aerei militari cargo come il noto C-130 Ercules.
E' un motore il cui principio di finzionamento è lo stesso del turbogetto, con l'aggiunta di una turbina che è collegata in asse conl'elica.
Ora, però, chi si intende un pò di eliche aeronautiche potrebbe osservare che il numero di giri dell'albero motore è troppo elevato per un'elica, poichè a quel regime le punte di quest'ultima andrebbero sicuramente in regime supersonico diminuendo di colpo l'efficienza dell'elica e aumenterebbe anche il rumore che essa produce.
Per rimediare a questo inconveniente, è necessario utilizzare un riduttore che riduce drasticamente il numero di giri all'elica (da 100000 giri al minuto, a 2500/2800 giri al minuto).
Tale motore quindi consente di ottenere elevate spinte dalla combinazione della spinta prodotta dall'elica e quella prodotta dal motore a getto.
Il turbofan è un motore che unisce le caratteristiche positive del turbogetto, e quelle del motoelica. Infatti tale motore consente di ottenere elevate spinte ad elevate quote, bassi consumi e bassa rumorosità, tant'è vero chè largamente utilizzato negli aerei commerciali. Il principio di funzionamento è identico al turbogetto con l'aggiunta di una seconda turbina che è collegata in asse con il fan. Il fan è un incrocio tra un elica e un compressore. Praticamente si comporta esattamente come un grosso ventilatore; il flusso d'aria prodotto da questo ventilatore, viene diviso in due parti: una che entra nel motore (flusso caldo) e una che viene buttata fuori(flusso freddo). Partendo da questo presupposto si può introdurre il concetto di rapporto di BYPASS. Il rapporto di BYPASS è il rapporto tra la massa d'aria del flusso freddo, e quella del flusso caldo: BPR = mFF/mFC. E' necessario che la massa di aria fredda sia sempre maggiore della massa dell' aria calda al fine di ridurre il rumore prodotto da detto motore; in genere questo rapporto di BYPASS è compreso tra i valori di 1,5 e 4. Il turbofan, come potete notare dagli schemi fluidodinamici, può essere a flussi associati o separati, la differenza tra i due, sta nel rumore prodotto(il turbofan a flussi separati è più silenzioso) e nella possibilità di installare un postbruciatore. Il POSTBRUCIATORE, è un sistema che consente di ottenere un'enorme spinta aggintiva al costo di un enorme consumo di combustibile che aumenta del 30%. Fondamentalmente tale sistema funziona così: il flusso freddo prodotto dal fan viene incanalato verso l'ugello di scarico dove viene miscelato con ulteriore combustibile e mediante l'elevata temperatura dei gas combusti del flusso caldo, questa miscela viene accesa producendo un enorme incremento di spinta. Ma non è necessario avere per forza un turbofan a flussi associati per avere un postbruciatore, basta anche un normale turbogetto che mediante apposite prese d'aria forza l'aria esterna verso l'ugello di scarico e la miscela con del combustibile. Purtroppo dato l'elevato rumore prodotto da questo incremento di spinta, non consente l'utilizzo del' postbruciatore, nei comuni aerei commerciali.