Reversión de empuje ¿Cuántos sistemas hay y cómo funcionan?

Seguramente has visto que las aeronaves al aterrizar despliegan dispositivos acoplados al motor, esto es para realizar una inversión del flujo de gases que pasa por el motor. Cuando te encuentras en el avión el sonido que producen los inversores llega a ser muy característico ¿cómo es que funciona?

El sistema de reversión de empuje funciona bajo el concepto “simple” de re-dirigir los gases en el sentido opuesto, siguiendo la tercera ley de Newton; “toda acción tiene una reacción de igual magnitud, pero en sentido opuesto”. Si el flujo es desviado hacia adelante en lugar de impulsar al avión producirá una fuerza que lo ralentizará.

La principal función de este sistema de inversión es para:

  • Reducir distancias de aterrizaje
  • Permitir aterrizajes seguros en pistas contaminadas (lluvia o nieve, por ejemplo) o en condiciones de viento cruzado.
  • Permitir al avión detenerse en la pista de manera segura en caso de un despegue abortado.
  • En algunos casos, poder mover el avión en reversa durante operaciones en la superficie del aeropuerto.

Existen tres tipos o variantes del sistema de inversión de empuje, estos son:

  • Compuertas tipo cucharon.
  • Compuertas tipo almeja.
  • Compuertas de bloqueo o aire frió.

Las compuertas tipo cucharon, o Bucket doors en inglés, funcionan desplegando, de manera hidráulica, la sección final de la tobera de escape, al estar desplegadas las dos mitades se unen verticalmente y de estar forma re-dirige el flujo de aire en la dirección opuesta a la cual se mueve la aeronave. El empuje reverso que pueden producir las cubiertas tipo cucharon comparado con el empuje normal de la aeronave es de tan “solo” 55%, como promedio. Este sistema de inversor es más adecuado para motores que producen un empuje de 3000 libras pie de torque (lb-ft).

Imagen de Purdue Engineering

A diferencia de otros sistemas de inversión de flujo, las cubiertas tipo cucharon son de un diseño mucho más simple en comparación, esto se traduce en un menor costo de mantenimiento. El sistema se utilizó en aviones como: Boeing 737-200, Fokker 100 (imagen inferior) o el Douglas DC-8, este último se encuentra certificado para usar el inversor en cualquier momento durante el vuelo para realizar ajuste de velocidad.

El sistema de compuertas de cascada o tipo almeja, o clamshell doors en inglés, activa de manera neumática las compuertas, rotándolas y de esta manera cerrar la salida normal del flujo del motor, para evitar que el flujo se desvíe de forma vertical (90°) las compuertas cuentas con una alabes guía, de esta manera el aire se desvía de manera opuesta a la dirección de avance de la aeronave. La presión neumática requerida para el uso de sistema es “sangrado” del compresor de alta presión del motor (N2).

Imagen de Purdue Engineering

Este sistema de reversión de empuje es más común en motores turbo-fan, pues el flujo de aire que pasa a través del fan o el ventilador aumenta su efectividad, el empuje reverso que pueden producir las compuertas tipo cascada comparado con el empuje normal de la aeronave es de 50%. Ejemplos de aeronaves que utilizan este sistema son: Airbus A320, Airbus A330 o Airbus A340 (imagen inferior).

Las puertas de bloqueo, o blocker doors en inglés, es un sistema de empuje reverso que se acciona mediante un motor neumático. Este tipo de compuertas solo se usan en motores con alto índice de derivación, es decir, relación entre la cantidad de aire que pasa por fuera de la cámara de combustión (flujo secundario) y la que pasa por dentro (flujo primario). En este sistema de inversión de empuje se utiliza exclusivamente el flujo secundario, por este motivo es llamado flujo frio de inversión.

Imagen de Purdue Engineering

El sistema cuando se acciona, parte del carenado del motor se mueve hacia la parte posterior del mismo, de manera simultánea unos alabes guía que al momento de ser accionados por el motor neumático y se despliegan completamente al interior del ducto por el cual pasa el aire del fan, dirigen el flujo hacia el exterior para crear un empuje reverso. Algunas desventajas de las puertas de bloqueo es que llegan a ser pesadas, si se toma en cuenta el sistema completo, y también al ser un sistema bastante complejo eleva los costos de mantenimiento, sin embargo, de todos los sistemas mencionados este es el más efectivo y de mayor fiabilidad. Actualmente es el sistema más utilizado, algunos ejemplos de aviones donde se utiliza son: Boeing 747, Boeing 767.

Artículo redactado por: Rafael Paccieri F.

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