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Aliás, como é um Pós Combustor internamente?

Muito se fala dos motores com pós combustão e para que serve, mas pouco se ouve falar de como é o arranjo do motor, o que faz ele funcionar, como é acionado e qual os testes em que ele passa antes de ser lançado.

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Característico do pós combustor ligado é essa chama saindo dos motores.

A pós combustão nos motores a reação viraram quase que regra nos anos 60 para que caças conseguissem manter voo supersônico ou ultrapassar a barreira do som, nos dias atuais temos a presença de caças como o Gripen NG e o F-22 que são capazes de manter esse mesmo tipo de voo porém com o ciclo seco como se diz na aviação.

Uma das grandes desvantagens e ineficiência do pós combustor é seu altíssimo consumo de combustível, que pode reduzir drasticamente a autonomia da aeronave, algo que deve ser considerado pelo piloto ao impor um ritmo de cruzeiro mais rápido ou se evadir rapidamente de uma área de conflito.

Diagrama de um motor com pós combustão.
Diagrama de um motor com pós combustão.

A injeção de combustível ocorre através de vários tubos circulares que injetam o combustível direto, diferentemente da câmara de combustão do motor que contém bicos injetores. O resultado da queima ar + querosene vem direto da câmara de combustão a uma temperatura altíssima e por causa dessa temperatura a mistura consegue queimar novamente na saída do escape. É notável em um motor com pós combustão seu enorme tubo logo após as seções do motor a reação.

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Em representação sistema de pós combustão com os tubos que carregam o combustível e os que injetam (maiores).

Esse tubo (foto acima) em forma de aros é feito de um material ultra resistente e comandado por válvulas que liberam o querosene adicional quando o piloto comanda a ligação do pós combustor, utilizado geralmente na decolagem ou em rápidas manobras furtivas, também conhecido no meio militar como Dogflight, muito utilizado pelas aeronaves pós modernas para ter efeito furtivo em uma época de pouca tecnologia envolvida no combate. A característica principal que esse pós combustor dá ao exaustor é uma saída de escape que contém fogo. Participa do sistema também uma bomba pressurizadora e que é responsável para mandar querosene em separado para os tubos que injetam e também um distribuidor que mantém uniforme a queima dos gases quentes tendo assim melhor aproveitamento de injeção para melhorar a queima e a eficiência geral do conjunto.

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Diagrama da saída variável de um motor Ram Jet do SR-71, o princípio é igual para motores com pós combustão.

Outra característica é uma saída de escape que é o contrário do encontrado nos motores a reação normais, ao invés de aletas fixas direcionando a saída de ar ele contém aletas móveis que regulam internamente a pressão da explosão que acaba por regular a velocidade de saída do ar queimado dentro do motor, podendo aumentar mais ainda o diferencial entre a velocidade do ar inicial e a final, responsável por gerar o impulso dos motores a reação. Em algumas aeronave como o F-35 o motor é composto também por uma boca móvel que pode direcionar o ar da pós combustão para diversos ângulos afim de obter uma maior eficiência durante operações críticas, como decolagem e arremetida, ou até mesmo superar o grande arrasto gerado quando está próximo de romper a barreira do som.

Por causa do ar que sai da queima já não conter muito oxigênio é preciso de muito combustível para ocorrer uma queima ideal. Assim como é um projeto fácil de implementar visando aumento instantâneo da potência do motor suas desvantagens estão veiculadas ao grande consumo de combustível e ao nível de comportamento do motor, que pode representar comportamentos diversos em relação a seu uso com ou sem pós combustor.

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M = massa, V = velocidade, 0 = entrada, E = escape

Nessa imagem acima fornecida pela NASA sobre pós combustores está representada a principal relação que esse sistema causa no funcionamento do motor. A força exercida pelo motor conserva a 3ª lei de newton de ação em reação, logo a força com que o motor consegue jogar esse ar para trás é refletida no movimento da aeronave para frente. O que causa essa força do motor em uma configuração dessas é a diferença de velocidade com que o ar entra e com o ar que sai, por isso comumente vemos grandes entradas de ar em motores a reação modernos, porém com saída de tamanho menor. Essa diferença no tamanho causa um estreitamento na saída do motor impondo mais velocidade ao ar, ao contrário ele ganharia pressão. Tente fazer isso em casa, pegue um funil e logo após um objeto sem saída restrita de ar, sopre nos dois e veja a diferença de velocidade com que o ar sai do funil.

O pós combustor aumenta ainda mais a velocidade de saída do ar em comparação ao motor a jato normal, através do princípio de combustão do ar. Lembra do motor a pistão, em que a combustão era responsável por o ar empurrar o pistão para baixo, pois é, aqui temos o mesmo princípio, a combustão termina de energizar mais ainda os gases do motor, jogando eles a uma velocidade bem maior na saída. Por isso que é um sistema muito utilizado para quebrar a barreira do som, sobretudo em aeronaves mais antigas em que o motor tinha uma sofisticação menor de potência quando operava seco.

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Moderno Lockheed Martin F-22 utilizando as aletas móveis do motor e pós combustão.

Aeronaves mais atuais como o F-22, F-35 e o Gripen NG conseguem atingir o super cruzeiro sem precisar de pós combustor, economizando assim grande quantia de combustível e aumentando seu range de ataque, o que em projeto gera uma vantagem em relação aos concorrentes, tanto em termos de range de ataque (chamado também de autonomia), quanto custo para colocar uma aeronave dessas no céu.

About the author

Pedro Viana

Pedro Viana

Acadêmico de Engenharia Aerospacial - Editor de foto e vídeo - Fotógrafo - Aeroflap

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