El propósito de un postquemador es proporcionar empuje adicional y es obvio que se necesita más combustible para eso.
Pero eso es de esperarse independientemente de un dispositivo de poscombustión. Que más empuje necesite más que un aumento proporcional de combustible puede deberse a que el aumento de empuje necesario por diferencia de velocidad no es lineal¹.
La razón para construir postquemadores puede ser que no se pueden construir motores a reacción más fuertes con la misma masa o volumen. O que un motor a reacción más fuerte no es útil en el uso estándar, por ejemplo, porque el fuselaje se sobrecalentaría.
Duplicar la velocidad aumenta el uso de combustible en más del doble de lo que esperaría, basado puramente en la aerodinámica, independientemente del motor.
¿Es mayor el uso de combustible para aumentar la velocidad con un postquemador que con un motor a reacción más fuerte? ¿Cuánto cuesta? ¿Por qué?
¹ Para vuelos espaciales, eso es cierto según la relatividad especial.
Sí, el consumo específico de combustible del postquemador, libras de combustible utilizadas por libra de empuje, es mucho mayor que el del motor central. Esto se debe a que el combustible se agrega a una parte del motor donde el aire está menos comprimido, por lo que la conversión de energía es mucho menos eficiente. La llama de color naranja brillante que sale del tubo de escape cuando se está recalentando es prácticamente toda esa fluorescencia de carbono no oxidado: energía desperdiciada. Ver este artículo.
Los combatientes usan el recalentamiento porque toda esa potencia adicional está disponible con un peso adicional mínimo (el peso del quemador y el combustible adicional), pero solo pueden explotar esa potencia durante períodos breves si quieren tener un alcance o una resistencia decentes, por lo que generalmente se usan para correr en algún lugar, o para ayudar a maniobrar, o despegar con una carga pesada.
Si lo mira en términos de empuje frente a flujo de combustible, entonces sí, son muy ineficientes.
Sin embargo, si solo observa la cantidad de combustible quemado para obtener un interceptor de la pista a 30,000 pies, entonces pueden ser más eficientes. Sin postquemadores, el mismo ascenso tomaría mucho más tiempo y podría usar más combustible.
Sin postquemadores, necesitaría motores mucho más grandes y pesados para alcanzar Mach 2 y es posible que ni siquiera sea posible llegar a la misma altura y velocidad en el mismo tiempo , que después de todo, es el objetivo de un interceptor.
Piénselo de esta manera: si el combustible mínimo fuera el único criterio, enviaríamos al piloto en tren.
Sí, usan mucho combustible adicional, ¡pero la cantidad depende de las condiciones de operación (velocidad de vuelo y altitud de Mach)!
Al comparar la configuración de potencia MIL (militar) (potencia máxima sin recalentamiento) con la configuración de potencia MAX (el motor estará en potencia MIL, pero el recalentamiento se programará y la boquilla de escape se abrirá) puede ver que no es raro tener de 3 a 6 veces como más flujo de combustible dependiendo de Mach y la altitud y la turbina de gas.
Tenga en cuenta que quemar combustible a baja presión no es muy efectivo en términos de eficiencia, pero en términos de potencia de salida es muy grande. Nuevamente, dependiendo de las condiciones de operación, no es raro duplicar la cantidad de empuje.
Las preguntas que hace sobre el uso de un motor más grande no son fáciles de responder, aumentar el motor (para un diseño, no puede aumentar el motor simplemente para un fuselaje existente) también aumentaría el área frontal y, como tal, más resistencia. Estas preguntas podrían responderse con un programa de simulación de turbinas de gas en combinación o junto con un modelo de vuelo de aeronave.
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