¿Qué impulsa la forma de la admisión de un motor en un avión de combate?

¿Los controladores de diseño se basan únicamente en la mejora de la pérdida de presión supersónica?

Sí. Y a veces es necesario tener en cuenta algunas consideraciones más .

Hemos cubierto bien el motivo de las formas de ingesta en este sitio, pero los detalles deben recopilarse de varias respuestas. En pocas palabras: los números de Mach de vuelo más altos necesitan tomas más elaboradas y pesadas para convertir la energía cinética del flujo en presión. Una admisión de pitot es liviana y simple, pero una mala elección para velocidades superiores a Mach 1.6 .

Las tomas rectangulares se eligen normalmente para posibilitar rampas internas móviles que crean una cascada de choques para ralentizar el flujo de la manera más eficiente posible. Tales diseños son típicos para aviones Mach 2 (piense en Concorde, F-14, F-15, XB-70). Otra forma sería una entrada central con un pico móvil , pero eso tuvo que dar paso a grandes conjuntos de radares en diseños más modernos. La admisión JAS-39 es un poco especial: se encuentra junto a los canards completamente móviles, y estos necesitan una pared vertical para minimizar el espacio entre la raíz del canard y el fuselaje/estructura de admisión. Sí, una toma redonda sería un poco más ligera, pero es imposible por la situación de los canards.

Detalle del canard JAS-39, tomado de esta imagen .

Otra razón es el sigilo: las formas se pueden seleccionar para minimizar el retorno del radar. Consulte las formas de borde de ataque F22 y F35, por ejemplo.

Por lo que pude encontrar, la geometría rectangular de las tomas de los aviones de combate se debe al hecho de que las tomas incorporan labios de entrada más afilados para desacelerar el flujo de aire a velocidades subsónicas para evitar pérdidas de rendimiento supersónico por ondas de choque. Hay algunos aviones, como el MiG-21 y el SR-71, que utilizan conos de entrada ajustables para poder navegar a velocidades más altas sin pérdidas significativas de rendimiento. Según Wikipedia, el cono de entrada del MiG-21 permite la creación de dos ondas de choque, ambas dirigidas a los labios de entrada.

En cuanto a la entrada semicircular del F-16, no estoy seguro de por qué es así. No pude encontrar ninguna información útil.

Tiene la idea correcta cuando discute la forma y la presión/compresibilidad de la regla del área (botella de Coca-Cola). Un ejemplo clásico de la forma de regla de área para vuelo supersónico es el T-38/AT-38 y su hermano mayor, el F-5. Una gran parte de la limitación de la envolvente de vuelo del T-38 es el aire que ingresa al motor. Lo he volado hasta Mach 1.3, lo que puede hacer de manera confiable, sin embargo, ir más allá de eso hasta M 1.5 requiere un rango muy estrecho de altitud de temperatura y presión debido a la susceptibilidad al bloqueo del compresor del motor y a los apagados por encima de 1.3, debido en gran parte al flujo de aire supersónico que ingresa a las tomas. El F-16, mencionado anteriormente, no solo tiene una entrada semicircular (boca de tiburón), sino también una gran curva dentro de la entrada (como un tobogán en un parque infantil,https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/3.22758?journalCode=jpp