US Air Force from USA, Public domain, via Wikimedia Commons
Desde sus orígenes hasta sus aplicaciones y componentes, este artículo ofrece una descripción general completa de cómo funciona este sistema y su impacto en el rendimiento de la aeronave.
¿Qué es la postcombustión?
Postcombustión, también conocida como el proceso de postquemado, se refiere a la inyección de combustible adicional en la cámara de combustión de ciertos motores a reacción, lo que resulta en un aumento significativo del empuje.
Originalmente desarrollado para el proyecto Miles M.52, la postcombustión se utiliza especialmente en aviones militares y en el diseño de nuevas aeronaves para el transporte de civiles, con el fin de mejorar el rendimiento del motor en situaciones de despegue y en el régimen transónico. Este proceso tiene un impacto significativo en el rendimiento de las aeronaves, lo que lo convierte en un área de interés clave en el campo de la ingeniería aeroespacial y la aviación.
La postcombustión es un sistema de posquemadores o postquemador que se utiliza en algunos motores a reacción, sobre todo en aeronaves militares, y que permite brindar un empuje adicional en momentos específicos durante el vuelo. Este sistema se emplea para situaciones en las que se requiere un incremento significativo de empuje, como en el despegue de aviones de combate o durante el transporte de aviones supersónicos.
La inyección de combustible adicional en la corriente de gases de escape genera una expansión de alta velocidad que produce un incremento de empuje, aunque también conlleva un mayor consumo de combustible.
¿Cómo funciona el sistema de postcombustión?
La postcombustión funciona mediante la adición de combustible y la ignición de este en la tobera de escape, lo que genera una segunda etapa de expansión de los gases de escape, proporcionando un impulso adicional a la aeronave. Esta acción de reacción en la tobera de escape es fundamental para comprender el funcionamiento del sistema, ya que es la clave para el incremento de empuje que se logra.
Aplicaciones
La postcombustión, o el sistema de posquemadores, se aplica en diferentes contextos dentro de la industria aeroespacial, siendo su uso más común en aviones de combate y aeronaves militares que requieren un empuje adicional en situaciones críticas, como el combate aéreo o misiones que demandan una rápida aceleración.
Además, esta tecnología se emplea en aeronaves para el transporte de civiles, con el objetivo de mejorar el rendimiento de los motores a reacción durante el despegue y en el régimen transónico, lo que resulta esencial para el diseño de nuevas aeronaves que buscan alcanzar mayores niveles de eficiencia y rendimiento.
Por otro lado, en el caso de las aeronaves supersónicas, el sistema de postcombustión se emplea para alcanzar y mantener la velocidad del sonido, lo que es crucial dada la complejidad y las demandas de energía asociadas con el vuelo a altas velocidades.
Componentes
El sistema de postcombustión consta de varios componentes fundamentales, que incluyen la tobera de escape, la cámara de combustión, la inyección de combustible, entre otros. La tobera de escape es el componente en el que se produce la expansión de los gases de escape, lo que genera el empuje adicional.
Por su parte, la cámara de combustión es donde se quema el combustible adicional inyectado, lo que alimenta el proceso de postcombustión. Además, el sistema de inyección de combustible es crucial para el funcionamiento de la postcombustión, ya que permite la entrega controlada de combustible adicional en la corriente de gases de escape, lo que es fundamental para el rendimiento y la seguridad del sistema en su conjunto.
Impacto en el rendimiento
La postcombustión tiene un impacto significativo en el rendimiento de los motores de avión, ya que proporciona un empuje adicional crucial en situaciones de alta demanda de potencia, como el despegue y el vuelo a alta velocidad.
Si bien es un elemento crucial para ciertas aplicaciones, este alto consumo de combustible hace que el sistema de postcombustión no sea viable para un uso continuo, especialmente en aeronaves comerciales en las que la eficiencia del combustible es un factor determinante en la operación. No obstante, en el contexto militar y en el diseño de aeronaves especializadas, la postcombustión sigue siendo un componente esencial para alcanzar niveles óptimos de rendimiento y maniobrabilidad.
Motores
Existen diferentes tipos de motores de avión que emplean el sistema de postcombustión, como el motor turbofán y el motor de doble flujo, cada uno con sus propias características y aplicaciones. Los motores que utilizan postcombustión, como el F100 y el F119 de Pratt & Whitney, han sido desarrollados específicamente para su uso en aeronaves militares y han demostrado ser cruciales para proporcionar el nivel de potencia militar requerido en situaciones de combate y misiones críticas.
En el caso del motor F100, este emplea postquemadores que se utilizan para proporcionar un empuje adicional en situaciones de alta demanda de potencia, mientras que el motor F119 cuenta con tubos de postcombustión que permiten inyectar y quemar combustible adicional para el mismo fin.
Estas diferencias en el diseño y la operación de los motores resaltan la variedad de enfoques para emplear la postcombustión en el campo de la ingeniería aeroespacial, demostrando la importancia y la versatilidad de esta tecnología en el diseño y el rendimiento de las aeronaves.
Conclusión
La postcombustión en los motores de las aeronaves es una valiosa mejora para mejorar el rendimiento, en particular en los aviones de combate y supersónicos.
El empuje adicional se produce a costa de un alto consumo de combustible, pero los avances en el diseño de motores, como el uso de tubos y toberas de postcombustión, siguen convirtiéndola en un componente crucial en las aeronaves modernas.
(Courtesy : NASA Glenn Research Centre)
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