¿Cómo se comparan las estelas entre los aviones de pistón y los aviones a reacción?

Basado en esta pregunta, me interesé en cómo se comparan las estelas entre los motores a reacción y los motores de pistón.

Al ver imágenes como estas de la Segunda Guerra Mundial, me pregunto cuáles son las diferencias significativas en las estelas creadas por los dos tipos diferentes de motores.ingrese la descripción de la imagen aquí

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Respuestas (2)

En lo que respecta a las estelas, hay poca diferencia entre las formadas por diferentes aeronaves. Las estelas se forman cuando el aire ambiental (que generalmente es más frío) se mezcla con el escape húmedo y caliente. Esto suele ocurrir en altitudes elevadas.

Una diferencia puede ser que las diferentes partículas (por ejemplo, hollín) emitidas por ambos motores pueden ser diferentes. Estas partículas actúan como núcleos de condensación del vapor de agua a gran altura. De Emisiones, impactos y mitigación de la aviación de la FAA A Primer :

Las partículas de hollín en altitudes de crucero interactúan con otros productos químicos como el ácido sulfúrico y el ácido nítrico para formar pequeñas partículas que actúan como sitios de nucleación para la condensación del vapor de agua presente en la atmósfera superior bajo ciertas condiciones para formar partículas más grandes para formar estelas o estelas de condensación. para abreviar.

Si bien me aventuraría a decir que los motores de pistón (más antiguos) emitían más de estas partículas, el único estudio que pude encontrar en línea indica que la emisión de partículas es similar en el caso de los motores de turbina de gas y los motores de pistón de aviación que usan gasolina sin plomo (aunque significativamente más alta en caso de gasolina con plomo más antigua, como la que se usó durante la Segunda Guerra Mundial).

Pistón Vs Turbina de gas 1

Pistón Vs Turbina de gas 2

Ambas imágenes de Propiedades microfísicas y químicas de nanopartículas emitidas por motores de vuelo por Claus Wahl, Theo Rindlisbacher y Lars Hjelmberg

Esto significaría que el efecto de las emisiones de partículas en la formación de estelas habría sido el mismo. Sin embargo, hay otro factor: la altitud. En general, los motores a reacción (modernos) vuelan mucho más alto que sus contrapartes con motores de pistón: las estelas que se ven en los bombarderos de la Segunda Guerra Mundial están formadas por motores sobrealimentados que vuelan a gran altura para escapar de las defensas AA. Además, como ya señaló @ymb, el tamaño/forma y la cantidad de escapes también varían entre los motores de pistón y de turbina de gas.

Aunque el mecanismo de formación de la estela es el mismo en los motores de pistón y de turbina de gas, la diferencia entre ellos radica en su tamaño/forma por motor y su entorno operativo.

No puedo encontrar estudios que comparen ambos. Lo mismo para los estudios solo en las estelas de los motores de pistón. Lo más probable es que un estudio de este tipo durante la Segunda Guerra Mundial hubiera sido de importancia trivial.

Así que solo puedo especular. Una estela individual será de menor tamaño debido al tamaño del escape. Pero también numerosos pequeños por motor, en función del número de escapes.

Esos motores eran bestias, superturbocargados con intercooler de dos velocidades y dos etapas, por lo que pasaban por un volumen considerable de aire, contribuyendo a una humedad comparable como subproducto de la combustión.

El gas de escape también fue rápido, lo que contribuyó a la condensación a medida que bajaba la presión.

El Merlin consumió un enorme volumen de aire a plena potencia... con los gases de escape saliendo a 2.100 km/h— Wikipedia

Por lo tanto, numerosas estelas diminutas que contribuyen a una estela rayada como sugieren las imágenes. O cuando las condiciones son adecuadas, se combinan en una estela por avión.

El Merlin también consumía 40 litros de aceite por hora. Este aceite pasó a la corriente de escape como una fina neblina, produciendo muchos núcleos de condensación. Solo se necesitaba un poco de agua del proceso de combustión para convertir el aire casi saturado en una nube espesa.