En estas dos hermosas imágenes:
Fuente: Wikimedia Commons
Fuente: wvi.com
El extremo de escape de los motores está brillando de color naranja brillante por estar tan caliente. ¿Se calientan tanto durante las operaciones de vuelo normales, o se calientan porque los motores están montados estáticamente para la prueba y tienen un flujo de aire (relativamente) mínimo para enfriarlo?
Si normalmente hace tanto calor, ¿de qué está hecho el escape y cómo está aislado para evitar que derrita la góndola que lo rodea?
Las dos imágenes que publicó son del turborreactor de poscombustión Pratt&Whitney J58 que se usó en los aviones Lockheed A-12 y Lockheed SR-71 . Ese motor funcionó particularmente caliente.
El motor fue diseñado para operar a Mach 3.2. La eficiencia del turborreactor aumenta con la velocidad, pero solo hasta cierto punto y en algún lugar por encima de Mach 2, comienza a disminuir. Sin embargo, la eficiencia del postquemador continúa aumentando, por lo que este motor fue diseñado para operar continuamente con el postquemador y para generar una mayor fracción de potencia en el postquemador que otros motores.
El revestimiento del combustor del dispositivo de poscombustión pudo soportar temperaturas de hasta 1.760 °C (3.800 °F). El núcleo de la llama estaba aún mucho más caliente, pero se alimentaba un aire más frío a lo largo de las paredes, como en todos los motores de turbina, como se explica aquí . El motor también fue enfriado por el combustible entrante de manera similar a como lo son los motores de cohetes.
Además, a la velocidad máxima, el calentamiento por compresión a medida que el aire se desaceleró a una velocidad subsónica en la entrada lo calentó a más de 400 °C (800 °F) en la cara del compresor. Dado que en la prueba estática el aire no estaba tan caliente, el motor podría haber funcionado un poco más frío en la prueba que en el funcionamiento normal.
Sin embargo, esto era específico de este motor. El calentamiento por compresión es insignificante a velocidades subsónicas y crece más rápido a números de Mach más altos. La mayoría de los aviones supersónicos vuelan alrededor de Mach 2, donde el efecto ya es notable, pero no tan pronunciado. Para la mayoría de los motores, funcionan aproximadamente a la misma temperatura en la prueba que en el funcionamiento normal. Simplemente no es tan alto como en este caso especial.
Para complementar la respuesta de Jan Hudec, también está mirando la carcasa del motor. Cuando el motor está instalado en la aeronave, hay material adicional de la góndola que lo rodea, de modo que, incluso a plena potencia, no se verá el brillo del metal mirándolo desde un lado. (aunque en postcombustión verás la llama)
Pero la respuesta es sí, un motor a reacción típico se calentará lo suficiente como para brillar durante las operaciones de vuelo normales. Sin embargo, es mucho más tenue que tus fotos, realmente solo un naranja opaco. Y, por lo general, solo lo nota si está mirando casi directamente hacia arriba del tubo de escape en la sección de la turbina.
P1: Sí, los interiores de la tubería y la boquilla del posquemador pueden alcanzar más de 1800-2000 ° F durante las operaciones de aceleración máxima.
P2: La mayoría de los motores tienen revestimientos cerámicos en la lata del posquemador y en los pétalos de las boquillas para proteger las partes metálicas del calor intenso. En su libro Sled Driver, el mayor Brian Shul comenta sobre cómo fue testigo de las pruebas del motor J58 posteriores al mantenimiento en Beale AFB, donde los motores alcanzaron la potencia máxima durante varios minutos y luego se apagaron. Afirmó que los tubos de chorro del motor brillarían de color naranja durante las operaciones (¡y tomó las fotos para demostrarlo!), Sin embargo, aproximadamente un minuto después de apagar, ¡los revestimientos de cerámica estaban lo suficientemente fríos como para tocarlos!
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