¿Cómo funciona la inversión de empuje en un motor a reacción y cuándo debe usarse?

El motor no se mueve, solo se redirige el flujo de aire. El método de redirigir el flujo varía según el tamaño, la configuración y el fabricante del motor. No es necesario que el flujo se dirija completamente hacia adelante; el flujo es generalmente mayormente hacia afuera y parcialmente hacia adelante. Esto sigue siendo suficiente para crear una resistencia significativa y reducir la velocidad de la aeronave.

En motores más pequeños y antiguos, todo el flujo se redirige. Esto corresponde a las dos primeras configuraciones a continuación. Los cubos o las puertas plegables se cierran sobre el flujo del chorro para redirigir el aire.

En los motores más grandes, particularmente en los turboventiladores de derivación alta, solo se redirige una parte del aire. Esto corresponde a la última configuración a continuación. El aire central del motor todavía sale normalmente, pero el aire de derivación del ventilador se redirige. Dado que el aire de derivación en estos motores es un flujo mucho mayor que el aire del núcleo del motor, esto da como resultado un empuje inverso neto. Existen múltiples mecanismos, pero la idea general es desplegar puertas que bloqueen el aire de derivación y lo envíen por los costados del capó del motor.

Los aviones turbohélice simplemente cambian el paso de las palas de la hélice de modo que la hélice empuje el aire hacia adelante en lugar de hacia atrás. El paso en el que las palas proporcionan empuje inverso se denomina "rango beta".

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En las aeronaves civiles, el empuje inverso solo se usa cuando está en tierra. Por lo general, hay enclavamientos en el sistema que evitan que los inversores de empuje se desplieguen si la aeronave no detecta que está en tierra. Una vez que la aeronave aterriza, el piloto desplegará el empuje inverso. Algunos aviones militares como el C-17 pueden usar empuje inverso en el aire. Esto les permite realizar descensos muy pronunciados.

El empuje inverso es más un método de frenado "opcional" (consulte esta pregunta relacionada ), solo para proporcionar potencia de frenado adicional cuando sea necesario. Esto es especialmente útil cuando la fuerza de frenado es menos eficaz, como cuando llueve o nieva. Antes de aterrizar, los pilotos tendrán en cuenta el viento, el peso de la aeronave, la longitud de la pista y cualquier contaminación de la pista (lluvia o nieve). En base a esto, sabrán qué tipo de fuerza de frenado se necesita y si deben usar inversores de empuje.

Los inversores de empuje no siempre tienen que estar operativos para que un avión vuele. Algunos operadores eligen deshabilitarlos, lo que disminuye los costos de mantenimiento. Los inversores de empuje también pueden romperse, en cuyo caso se bloquearán mecánicamente para evitar que se desplieguen hasta que puedan repararse. Los pilotos considerarán esto cuando estén calculando su distancia de aterrizaje.

Inversor de empuje : hay varios tipos, que van desde inversores de cubeta que giran un par de puertas hacia el flujo de escape, dirigiéndolo hacia adelante, hasta sistemas basados ​​en puertas que dirigen el aire de derivación de un motor turboventilador de derivación alta fuera de los lados de el motor en una dirección algo hacia adelante.

En la mayoría de los casos, desea aplicar empuje inverso tan pronto como las ruedas toquen el suelo. Algunas aeronaves pueden utilizar la inversión de empuje en vuelo para reducir rápidamente la velocidad o la altitud, pero suelen ser aeronaves militares que necesitan un rendimiento mejorado. Desea dejar de usar el empuje inverso tan pronto como vaya lo suficientemente lento como para que cualquier escombro levantado pueda llegar a la entrada del motor, razón por la cual los aviones en su mayoría no usan el empuje inverso para retroceder.

Como caso especial, los motores turbohélice pueden torcer las palas de la hélice de modo que la rotación normal de la hélice empuje el aire hacia adelante en lugar de hacia atrás, pero es posible que no los considere motores "a reacción".

No tengo nada que agregar a las dos excelentes respuestas anteriores sobre cómo funciona realmente la inversión de empuje, pero una aplicación realmente interesante cuando no está en tierra fue en el avión de entrenamiento del transbordador espacial de la NASA , un Grumman Golfstream II que fue modificado para tener el Mismas características de manejo y perfil de aproximación que los transbordadores espaciales de la NASA.

Para igualar la velocidad de descenso y el perfil de arrastre de los transbordadores reales, se bajó el tren de aterrizaje y se activó el empuje inverso en pleno vuelo y se controló mediante un sistema especialmente diseñado.

Aparentemente, el sistema era increíblemente realista y cada piloto y comandante llevó a cabo alrededor de 1000 vuelos antes de aterrizar de una sola vez. Incluso tenía las mismas superficies de control que el transbordador en la mitad de la cabina: