El empuje específico es el empuje por unidad de caudal másico de aire de un motor a reacción (por ejemplo , turborreactor , turbofán , etc.) y se puede calcular mediante la relación empuje neto / flujo de aire de admisión total. [1]
Los motores de empuje específico bajo tienden a ser más eficientes con el propulsor (a velocidades subsónicas), pero también tienen una velocidad de escape efectiva más baja y una velocidad aerodinámica máxima más baja. Los motores que se considera que tienen un empuje específico alto se utilizan principalmente para velocidades supersónicas, y los motores de empuje específico extremadamente alto pueden alcanzar velocidades hipersónicas.
Motores de empuje específico bajo
Un turbofan civil moderno tiene un empuje específico bajo (~ 30 lbf / (lb / s)) para mantener el ruido del jet a un nivel aceptable y para lograr un bajo consumo de combustible, porque un empuje específico bajo ayuda a mejorar el consumo de combustible específico (SFC ). [2] Este empuje específico bajo generalmente se logra con una relación de derivación alta . Además, un empuje específico bajo implica que el motor tiene un diámetro relativamente grande, por el empuje neto que genera. En consecuencia, tales motores de avión normalmente se ubican en el exterior, en una góndola o cápsula separada, unida al ala o al fuselaje trasero.
Motores de alto empuje específico
Por el contrario, los turboventiladores militares a menudo presentan un empuje específico bastante alto (45-110 lbf / (lb / s)), que mantiene baja el área de la sección transversal del motor para acomodar más fácilmente un fuselaje estrecho, lo que minimiza la resistencia. Un empuje específico alto generalmente da como resultado niveles de ruido más altos, lo que no es una consideración importante para la mayoría de las aplicaciones militares.
Velocidad máxima
El empuje específico tiene una influencia significativa en la tasa de lapso de empuje: la baja velocidad del chorro asociada con un motor de empuje específico bajo implica que hay grandes reducciones en el empuje neto con el aumento de la velocidad de vuelo, que solo puede compensarse parcialmente por cambios de aceleración en condiciones nominales (p. Ej. clasificación de ascenso recomendada).
Avión supersónico
Los aviones supersónicos requieren un alto empuje específico, ya que eso da una alta velocidad de escape.
Postquemadores
El empuje específico en seco tiene un impacto sobre el rendimiento de los turboventiladores de postcombustión.
Un motor de empuje específico bajo (seco) tiene una temperatura de tubo de escape baja, lo que significa que el aumento de temperatura en el postcombustión puede ser alto, lo que proporciona un buen impulso de empuje en la postcombustión. Sin embargo, el empuje específico de postcombustión sigue siendo relativamente bajo. El flujo total de combustible (combustor principal más postcombustión) está fijado por el aumento de temperatura desde la entrada de aire hasta la boquilla y, para un flujo de aire dado, cambia poco con el empuje específico seco. En consecuencia, el empuje de postcombustión bajo implica un SFC de postcombustión alto. Sin embargo, el SFC seco es bajo.
La situación se invierte completamente para un empuje específico alto (seco).
En consecuencia, los diseñadores de motores deben seleccionar un nivel de empuje específico en seco que sea adecuado para la aplicación del motor. Es posible que se requiera un compromiso.
Referencias
- ^ "Empuje específico" . www.grc.nasa.gov . Consultado el 25 de abril de 2016 .
- ^ "Consumo específico de combustible" . www.grc.nasa.gov . Consultado el 25 de abril de 2016 .