¿Cómo obtienen los aviones militares un mayor empuje? Afterburner

El afterburner (o post quemador, traducido al español) es un componente usado en algunos motores a combustión interna, más específicamente en aviones supersónicos de uso militar. La función de este componente es proporcionar a la aeronave un empuje adicional, pero ¿cómo es que funciona?

Primero debemos de recordar el principio de funcionamiento de un motor a reacción, los motores a reacción le proporcionan empuje a la aeronave a través de la fuerza generada en el sentido opuesto de la expulsión de los gases, recordemos la tercera ley de Newton, para cada acción hay una reacción de igual magnitud, pero en sentido contrario. El afterburner se encargar de aumentar estar la velocidad de los gases salientes del escape para así aumentar el empuje de la aeronave.

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El afterburner se encuentra ubicado por detrás de la sección de turbina del motor, es una extensión de la sección de escape que actúa como una segunda cámara de combustión, internamente este cuenta con varias inyectoras de combustible que se enciende gracias a la alta temperatura de los gases salientes de la sección de turbina que oscila los 1000°C, la combustión generada en este componente aumenta la presión de los gases, a mayor presión mayor es el empuje, pero ¿por qué? Los gases a alta presión cuando salen de la tobera sufren un aceleramiento muy drástico (transformando la alta presión en velocidad), a mayor velocidad de salida mayor es el empuje.

En este punto talvez te estés preguntando “¿Por qué no usar un motor más grande en lugar un motor con afterburner?” Esto es porque al instalar un motor más grande en la aeronave significaría un aumento considerable del peso total de la aeronave, algo que en aeronaves militares no es para nada recomendado. El afterburner le proporciona a la aeronave una relación peso-potencia monstruosa, pero con cierta penalidad, relacionado al consumo de combustible.

El uso del afterburner (post-quemador) es limitado a cortos periodos te tiempo, pues presenta un serio inciveniente que es un fuel flow (consumo de combustible) muy elevado, esto es porque están, prácticamente, dos cámaras de combustión en continuo funcionamiento.  Algunas de las situaciones en las cuales se hace uso de este componente son: despegue en pistas cortas, asistencia de despegue con catapulta y durante combate aéreo.

Ventajas que proporciona el afterburner (post-quemador):

  • Mejora la capacidad de despegue.
  • Capacidad de mejor régimen de ascenso.
  • Alto rendimiento en combate.
  • Aumento del empuje en aproximadamente 60%.
  • Buena aceleración a velocidades supersónicas.

La tobera de salida (sección de escape) del afterburner es variable y es accionada hidráulicamente. La posición cerrada es usada en operaciones normales, es decir sin en uso del afterburner, por otro lado, la posición abierta se usa cuando el afterburner está en operación, esta acción permite aumentar el volumen de gases salientes y evita daños en el motor por el exceso de presión y temperatura.

Una característica interesante del flujo saliente de la tobera de los motores es la aparición de diamantes de choque, son formados debido a diferencia entre la presión ambiente y la presión del flujo supersónico saliente, esta interacción produce oscilaciones en el diámetro del flujo de salida dándole una apariencia cónica.

Artículo redactado por: Rafael Paccieri F.

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