¿Por qué la reacción se impuso al pistón?

La velocidad a la que un avión propulsado por hélice convencional puede volar de manera eficiente está fundamentalmente limitada por la pérdida de eficiencia de la hélice que se produce cuando la velocidad punta se acerca a Mach 1,0.

Una de las ventajas importantes de los sistemas de propulsión a reacción es que superan esta limitación fundamental. Los sistemas de admisión de aire y de flujo interno para los motores a reacción están diseñados de tal manera que limitan la velocidad del aire en la primera etapa de los álabes del compresor para que no se produzcan efectos adversos graves en el número de Mach. 

Otra ventaja de los sistemas de propulsión a chorro es el reducido peso por unidad de potencia y la tremenda cantidad de potencia que se puede empaquetar en una sola unidad. Se puede ver una comparación interesante de las características de potencia y peso de la propulsión a chorro analizando algunas de las características del Boeing 747 y del avión Lockheed 1049G Super Constellation impulsado por hélice. 

El Super Constellation es típico de la última generación de transporte de viajeros con motor de pistón de alto rendimiento. La potencia total, la potencia por motor y la relación entre la potencia y el peso seco del motor de los dos aviones se comparan en la siguiente tabla:

En este caso, la potencia se define como la cantidad total de potencia empleada de forma útil para propulsar la aeronave en las condiciones supuestas de peso, velocidad y relación sustentación-resistencia. Se puede pensar que la potencia en la tabulación es proporcional al número total de unidades térmicas británicas suministradas al motor por unidad de tiempo multiplicado por la eficiencia general con la que esta energía se convierte en trabajo útil; es decir:

donde P está en caballos de fuerza y ​​V en pies por segundo.  

Se considera que el Boeing 747 que vuela a 853 km por hora con un peso de 317.515 kg requiere 59.934 caballos de fuerza; los valores correspondientes para el Super Constellation son 531 km por hora, 50.802 kg y 6.585 caballos de fuerza. Se considera que la potencia por motor para los dos aviones es de 14.984 caballos de fuerza para el 747 y ​​1.646 caballos de fuerza para el Super Constellation. 

Los motores con turbocompresor Wright 3350 que impulsaban el Lockheed se encuentran entre los motores alternativos más potentes jamás desarrollados para uso aeronáutico. Estos motores daban un máximo de 3.250 caballos de fuerza en el despegue; el valor dado en la tabla es para una configuración de potencia de crucero normal. 

La enorme cantidad de energía generada por los motores turbofan Pratt & Whitney del 747 en comparación con los motores alternativos que propulsaron al Super Constellation es obvia. Los valores de la relación potencia-peso para los dos tipos de sistemas de propulsión también son de gran interés. Los pesos utilizados en esta relación son los pesos secos del motor sin instalar. Los motores de turbina del avión Boeing desarrollan casi cuatro veces más potencia por cada kilogramo de peso del motor que los motores alternativos que impulsan el avión Lockheed. 

El sistema de propulsión a chorro evita el problema de la compresibilidad que limita la velocidad a la que se puede emplear la hélice de manera eficiente, es liviano para una determinada cantidad de potencia en comparación con un motor alternativo y se puede producir sin complicaciones en unidades individuales capaces de generar enormes cantidades de propulsión a chorro. También requieren mucho menos mantenimiento que los motores alternativos y pueden funcionar durante muchos miles de horas sin una revisión importante. Los problemas del motor también son relativamente raros en estos sistemas de propulsión a chorro. Recordemos que el apelativo del Lockheed era el de “el mejor trimotor del mundo” debido a las numerosas paradas de motor en vuelo durante sus primeras operaciones. Otra cosa es la estética, bonito era muy bonito.