Când un avion cu reacție are nevoie de un impuls suplimentar pentru a se lansa de pe un portavion, pentru a trece de Mach 1 sau pentru a se sustrage armelor inamice, acesta își folosește postcombustiile.
Din această poveste
Producând un impuls puternic – și o flacără spectaculoasă – postcombustia este un proiect simplu care datează din timpul celui de-al Doilea Război Mondial, când inginerii din Germania, Statele Unite și din alte părți au încercat să găsească modalități de a mări forța motoarelor cu reacție subputere fără a adăuga prea multă greutate.
Americanii au testat primul lor motor cu postcombustie în 1943, iar șase decenii mai târziu, postcombustiile continuă să fie folosite la ultima generație de avioane de război americane, care pot atinge viteze de croazieră supersonice fără ele, dar care continuă să se bazeze pe ele pentru manevrele critice.
Un motor cu reacție tipic utilizează doar aproximativ jumătate din oxigenul pe care îl ingerează, lăsând o cantitate mare de energie potențială. Postcombustia, care este o extensie lungă în partea din spate a motorului, combină o mare parte din oxigenul rămas cu combustibilul pentru avioane, pulverizat în fluxul de evacuare de mare viteză de la turbina motorului, și aprinde amestecul. Suflanta rezultată se aruncă printr-o duză în partea din spate a motorului, oferind o lovitură puternică de împingere suplimentară.
Mărimea impulsului variază. Postcombustiile de pe motoarele Olympus care au alimentat avionul supersonic Concorde au adăugat doar aproximativ 17 la sută la împingerea acelui motor.
Pentru motoarele care alimentează avioanele de luptă moderne, creșterea variază între aproximativ 40 și 70 la sută. Un semn distinctiv al unui motor cu postcombustie este ineficiența: Utilizarea acestuia consumă de până la trei ori mai mult combustibil, astfel încât piloții limitează de obicei utilizarea sa la câteva minute pe misiune.
Deși designul unui motor cu postcombustie este simplu, acesta funcționează cu toleranțe extrem de sensibile. Menținerea unei flăcări stabile este prima provocare, deoarece aprinderea trebuie să aibă loc în interiorul aerului care aleargă de la turbina motorului în postcombustie la câteva sute de metri pe secundă.
„Este ca și cum ai aprinde o brichetă cu butan atunci când o scoți pe geamul mașinii și o ții în spatele oglinzii laterale”, spune Derk Philippona, inginer cu o bursă la Pratt & Whitney, care produce mai multe motoare echipate cu postcombustie, inclusiv cele pentru F-22A Raptor al Forțelor Aeriene ale SUA.
Combustibilul intră printr-o serie de tuburi mici – de obicei vreo 10 – care formează un inel în jurul motorului. Combustibilul se pulverizează din sute de găuri mici din tuburi în curentul de aer, unde este aprins, de obicei de un dispozitiv electric cu scântei.
„Trebuie să vă asigurați că atunci când pulverizați combustibilul în curentul de aer de mare viteză, acesta nu explodează pur și simplu pe țeava de eșapament”, spune Louis Povinelli, cercetător șef pentru turbomașini și sisteme de propulsie la Centrul de Cercetare Glenn al NASA din Cleveland, Ohio. Procesul de aprindere este „încă un fel de artă neagră”, spune el.