AE_CTA_11_11_2015_ver1_sol

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Versión 1 
 
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AERONÁUTICA Y DEL ESPACIO 
 
Aerorreactores (4º CTA) 11.11.2015 
1
er
 Parcial 
En las preguntas 1 a 15 numeradas a continuación sólo existe una respuesta cierta. 
Marque en la hoja de respuestas la solución en la casilla correspondiente al número de 
la pregunta. 
Cada respuesta acertada valdrá un punto. 
Los errores puntúan negativamente (-0,5 puntos). 
1.- En el estudio de las necesidades propulsivas de una aeronave, con vistas al dimensionado 
crítico del motor TSL/WTO. Se utiliza la siguiente expresión para el empuje instalado T=TSL. ¿ 
tiene en cuenta?: 
a) El régimen del motor 
b) Las condiciones de vuelo y el régimen del motor. 
c) Las condiciones de vuelo 
d) Solo la altura de vuelo 
 
2.- En despegue, donde puede suponerse que T>>D, para una longitud de pista dada, la 
relación T/W necesaria para el despegue suponiendo que el avión mantiene constante su peso 
al cambiar la altura de despegue 
a) Sube con la altura de despegue 
b) No depende de la altura de despegue 
c) Baja con la altura de despegue 
d) No se sabe 
 
3.- La altura de despegue de un avión dado para una longitud de despegue fija, supóngase que 
T>>D, está limitada debido a que: 
a) El CLmax del avión sube al subir la altura de vuelo 
b) La relación T/W está limitada por el empuje del motor 
c) El CLmax del avión baja al subir la altura de vuelo 
d) La velocidad requerida de despegue baja mucho al subir la altura de vuelo 
 
4.- La entrada, toma dinámica, de un motor ha sido diseñada para un Me=0.55 en la sección de 
entrada y un Mach de vuelo M0=0.8. Si se mantienen dichas condiciones de diseño, la 
resistencia adicional o de entrada subirá 
a) Al subir la altura de vuelo 
b) Al bajar la altura de vuelo 
c) No depende de la altura de vuelo 
d) No se sabe 
 
5.- El empuje instalado, considerando fluido real, es 
a) Siempre mayor o igual al empuje neto 
b) Siempre menor o igual al empuje neto 
c) Siempre igual al neto 
d) Siempre menor 
 
6.- Se dispone de un aerorreactor del cual se sabe que la fracción de la potencia calorífica del 
combustible consumida en calentar los productos de la combustión para q=1 es 0.6 mientras 
que el rendimiento de propulsión es 0.35. ¿En dicha situación, cuál sería su rendimiento motor? 
a) 0.6 
b) 0.65 
c) 0.4 
d) 0.21 
 
 Versión 1 
 
7.- Se dispone de un aerorreactor del cual se sabe que la fracción de la potencia calorífica del 
combustible consumida en calentar los productos de la combustión para q=1 es 0.6 mientras 
el rendimiento de propulsión es 0.35. ¿En dicha situación, cuál sería la fracción de potencia 
calorífica del combustible empleada en general potencia útil para el vuelo? 
a) 0.6 
b) 0.65 
c) 0.4 
d) 0.14 
 
8.- Un motor se ha diseñado para unas condiciones de crucero dadas (h=10000 m, M0=0.8) con 
la condición de máximo rendimiento motor para una T=T4t/T0=6. Posteriormente se ha decido 
cambiar el diseño a unas nuevas condiciones de crucero (h=11000 m, M0=0.8) manteniendo el 
resto de las condiciones de diseño. En el cambio de las condiciones de crucero de diseño la 
relación de presiones del compresor 
a) Subirá 
b) Bajara 
c) Se mantendrá constante 
d) No se sabe 
 
9.- Se dispone de un aerorreactor, funcionando con queroseno (fest=0.07, L=43 MJ/kg) y según 
un ciclo ideal. ¿Cuánto valdría la máxima potencia mecánica neta específica obtenible, si no 
existe ninguna limitación sobre la presión de funcionamiento del motor? 
a) 43 MJ/kg 
b) 3.01 MJ/kg 
c) 2.8 MJ/kg 
d) 30.1 MJ/kg 
 
10.- Un motor, que funciona según un ciclo ideal y con una T=T4t/T0=6, ha sido diseñado para 
potencia mecánica neta especifica máxima. ¿Cuál sería el valor de relación de presiones 
global? 
a) 2.45 
b) 23 
c) 529 
d) 230 
 
11.- Un aerorreactor, funcionando con un queroseno con poder calorífico de 40 MJ/kg, 
proporciona una velocidad de salida de 800 m/s. Suponiendo que todos los rendimientos, 
condiciones de vuelo, y diseño (relación de compresión y temperatura fin de combustión) 
permanecen constantes, qué velocidad de salida aproximada proporcionaría si se utilizase 
hidrogeno como combustible con un poder calorífico de 120 MJ/kg 
a) 2400 m/s 
b) 1385 m/s 
c) 800 m/s 
d) 1200 m/s 
 
12.- Los motores, en los que el consumo específico de combustible deba ser mínimo pero al 
mismo tiempo deban tener empujes específico altos, deberán tener 
a) T4t y P3t/P0 bajas 
b) T4t y P3t/P0 altas 
c) T4t alta y P3t/P0 baja 
d) T4t baja y P3t/P0 alta 
 
 Versión 1 
 
13.- Un turborreactor de flujo único, con tobera convergente y funcionando en condiciones 
críticas para cualquier altura de vuelo, proporciona una velocidad de salida de 650 m/s al nivel 
del mar. Si se sube la altura de vuelo, bajando la T4t un 10%, la nueva velocidad Vs será 
aproximadamente 
a) Vs=650 m/s 
b) Vs=616 m/s 
c) Vs=681 m/s 
d) Vs =585 m/s 
 
14.- Se dispone de un turborreactor de flujo único con un rendimiento de propulsión p=0.4; el 
cual, supuesta transformación ideal, se ha transformado en turbohélice optimizado. ¿Qué 
fracción, en %, de la potencia mecánica disponible en la salida del turborreactor habría que 
extraer para la hélice? 
a) 83.75% 
b) 93.75% 
c) 75.00% 
d) 46.87% 
 
15.- Se dispone de un turborreactor de flujo único con un rendimiento motor  =0.45; el cual 
se ha transformado en turbohélice optimizado. ¿Cuál sería aproximadamente su consumo 
específico de combustible, si se alimenta con hidrógeno cuyo poder calorífico es de 120 MJ/kg? 
a) 200 g/(kwh) 
b) 66 g/(kwh) 
c) 180 g/(kwh) 
d) 220 g/(kwh) 
 
 
 Versión 1 
 
Instrucciones: 
 
Las preguntas siguientes, numeradas de 21 a 23, sólo admiten una respuesta 
numérica. 
 
Escriba y marque, según indican las instrucciones de la hoja de respuestas, la 
solución correcta. 
 
En estas preguntas no se puntuará negativamente en caso de fallo. Se obtendrá 
un punto por pregunta, si la solución numérica indicada se corresponde con la 
solución correcta ± 2%. Excepto cuando la solución numérica se corresponda 
con un hecho teórico; en este caso no se aceptará error alguno; por ejemplo, el 
rendimiento adiabático de un compresor en una evolución ideal es = 1. 
 
Suponga, para el aire, siempre que no se indique lo contrario, que  = 1,4 y R = 
287,074 J/kg/K. 
 
 
Un turborreactor de flujo único mono-eje equipado con tobera adaptada, presenta en 
condiciones de banco (M0 = 0, P0 = 101.235 kPa, T0 = 288 K) los siguientes datos de 
funcionamiento: 
5
5
0
3.5 850 30000t t
P
EPR EGT T K E N
P
     
Datos: cP = 1004.3 J/kg K, = 1.4, L = 41.85 MJ/kg 
 
Hipótesis: ciclo ideal, propiedades del gas constantes y gasto de combustible 
despreciable frente al gasto de aire 
 
Calcular en esas condiciones de banco: 
 
21.- El empuje específico en m/s 
716.618 
 
22.- Relación de compresión 
8.378 
 
23.-Consumo específico en kg/(Ns). 
1.88E-05