¿Qué aviones supersónicos utilizan tomas de aire Pitot?

Una toma de Pitot desacelerará el flujo supersónico en una sola descarga directa , mientras que una toma de rampa o cono lo hará en varias descargas oblicuas. Toma su nombre del tubo de Pitot, que a su vez lleva el nombre del físico francés Henri Pitot quien lo inventó para medir la velocidad del flujo.

El objetivo de una entrada de aire es suministrar al motor un flujo uniforme de aire a aproximadamente Mach 0,4 a 0,5. A velocidades de vuelo más altas, la mayor parte posible de la energía cinética del flujo debe convertirse en un aumento de presión. Hacerlo de manera eficiente reduce el trabajo del compresor del motor y aumenta el flujo másico y, en consecuencia, el empuje. Una entrada de Pitot tendrá la menor masa y complejidad de todos los tipos de entrada y es la opción preferida siempre que la recuperación de presión se pueda realizar de manera eficiente.

Un choque es la única forma de desacelerar el flujo supersónico. Si bien la velocidad del flujo tangencial al impacto no cambiará, el componente de velocidad normal se reduce aguas abajo del impacto, aproximadamente a la inversa del número de Mach aguas arriba. Cuanto mayor sea el salto, mayores serán las pérdidas por fricción en el choque, el aire se calienta en lugar de comprimirse y la recuperación de presión sufre. En general, esas pérdidas son aceptables hasta una velocidad de vuelo máxima de Mach 1,6. La menor masa de la admisión de Pitot la hará más atractiva, mientras que para velocidades más altas la desaceleración tiene que ocurrir sobre varios choques oblicuos que son provocados por un pico o una rampa delante del labio de admisión.

Por lo tanto, todos los jets supersónicos que fueron diseñados para volar a menos de Mach 1.6 usan una toma de Pitot por razones de masa y complejidad. Esto incluye los jets estadounidenses más pequeños ( F-100 , F-101 , F-102 , F2Y , F-8 , F-16 ) y sus contrapartes en la Unión Soviética ( MiG-19 , Yak-27 , Yak-38M ), Suecia ( Saab 32 , Saab 35 , Saab 37 ), Francia ( Super Étendard ), Egipto ( HA-300 ), Taiwán ( Ching-Kuo ) o Corea ( T-50 ).

Mediciones de recuperación de presión del YF-16 (fuente: "Fundamentos del diseño de cazas", Conferencia RAeS de Ray Whitford, Universidad de Cranfield). La pérdida de eficiencia por encima de Mach 1,2 (izquierda; 1 en la escala y denota la conversión total de energía cinética en presión) es evidente. Esto se ve mitigado por la precompresión del cuerpo anterior con un ángulo de ataque creciente (derecha). El resultado es una mayor eficiencia justo cuando más se necesita, es decir, en vuelos supersónicos con giro. El Rafale utiliza el mismo truco, y la base del ala realiza esta compresión previa en el caso del F/A-18 y el Ching Kuo.

Vista superior de la entrada derecha del XB-70 a Mach 3 (fuente: "Fundamentos del diseño de cazas", Conferencia RAeS de Ray Whitford, Universidad de Cranfield). A Mach 3, una sola entrada de choque sería muy ineficiente. Ahora se necesita una cascada de choques oblicuos cada vez más pronunciados, que culminen en un último choque directo. Se requiere una multitud de rampas móviles para ajustar la geometría al número de Mach real, y la geometría cuadrada, que se requiere para esta flexibilidad, hace que el tubo de admisión sea mucho más pesado (¡después de todo, es un recipiente a presión!) que el tubo redondo. de una toma de pitot.

Casi todos los aviones a reacción en los albores de los aviones a reacción utilizaban tomas de Pitot, como el Gloster E.28/39, el MiG-15 y el F-86A Sabre.

Esta tendencia fue seguida por los aviones de combate supersónicos de segunda generación, un buen ejemplo de los cuales serían los MiG-19 .

" MiG-19 HuAF 2 " por Varga Attila - Trabajo propio. Licenciado bajo " CC BY-SA 3.0 " a través de Wikimedia Commons .

El TF-102A, la versión de entrenamiento del F-102 Delta Dagger, tenía entradas de pitot montadas en los lados de abajo, similar al Rafale; Sin embargo, la versión de un solo asiento tenía una entrada de Pitot diferente (en los lados).

Imagen de 456fis.org

Además, el F-100 Super Sabre usaba una entrada de Pitot.

" North American F-100D Super Sabre USAF " por USAF - Foto de la Fuerza Aérea de EE. UU. 021210-F-1234P-041 del Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Con licencia de dominio público a través de Commons .

F-18A Hornet también usa una entrada similar. El taiwanés F-CK-1 Ching-Kuo también tiene entradas de pitot; de hecho, el avión parece un cruce entre F-16 y Rafale.

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