Se você já viu um caça por trás durante a decolagem, provavelmente notou que os motores têm um brilho específico. Esse brilho é causado por algo chamado afterburner mas o que é exatamente isso?
Um afterburner, também chamado de pós-combustão em alguns países, é um componente adicional adicionado a alguns motores a jato para aumentar o empuxo. Sua principal função é auxiliar essas aeronaves, geralmente caças militares, a atingir voos supersônicos.
O que é um Afterburner?
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| Caça F-15E decola com seus motores despejando potência com pós-combustão |
Essa faísca cria um jato de fogo (não muito diferente do que sai da ponta de um maçarico), que é então confinado e expelido através de um bico apertado.
Devido à grande quantidade de potência liberada por um orifício relativamente pequeno, o empuxo da aeronave é aumentado, aumentando assim sua velocidade e alcance. De fato, a ativação de um pós-combustor pode aumentar o empuxo em até 50%, enquanto o alcance aumenta em 30-40%.
Como um Afterburner é ativado?
O processo que um piloto segue para ativar os pós-combustores é bastante simples. Não há botões, alavancas ou botões que precisem ser pressionados, puxados ou removidos; basta empurrar a alavanca de propulsão.
Para ativar o pós-combustor em quase todas as aeronaves, tudo o que os pilotos precisam fazer é empurrar a alavanca de propulsão para a potência máxima, ativando o pós-combustor automaticamente.
Em muitos jatos, a pós-combustão é ativada antes que a alavanca atinja a potência máxima. O ponto em que a pós-combustão é ativada geralmente é indicado na própria alavanca, assim como em outros estágios do motor (por exemplo, marcha lenta).
Um caça pode decolar sem pós-combustor?
Apesar de quase todos os caças equipados com pós-combustor usarem o pós-combustor para auxiliar na decolagem, um caça pode decolar sem precisar usar o pós-combustor.
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| Lancer B-1B da Força Aérea dos Estados Unidos |
A principal razão pela qual os caças tendem a decolar com o uso de pós-combustores é a segurança. Embora as pistas sejam mais do que longas o suficiente para acomodar os jatos, quanto mais tempo eles passam na pista, mais (e mais fácil) se tornam um alvo.
Portanto, a maioria dos pilotos militares que voam em jatos equipados com pós-combustores são ensinados a sempre decolar com o pós-combustor, exceto no caso de pilotos navais em porta-aviões , que são ensinados a adicioná-lo assim que estão decolando.
Por que os pilotos usam pós-combustores?
Quando não estão usando a pós-combustão para decolar, há alguns motivos diferentes que um piloto pode ter para usar a pós-combustão para atingir um voo supersônico.
O motivo mais comum para um piloto usar o pós-combustor é para escapar do inimigo. Embora a maioria dos caças raramente seja atingida por potências estrangeiras hoje em dia, ainda é (relativamente) comum encontrar aeronaves estrangeiras hostis.
Se um piloto avistar uma aeronave estrangeira voando sob a bandeira de um país não amigável ao seu, ele pode optar por sair de lá rapidamente em vez de arriscar um possível incidente. A maneira de fazer isso é ativar a pós-combustão e voar em velocidade supersônica em outra direção.
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| General Dynamics F-16C |
A outra razão principal pela qual um piloto pode voar em um voo supersônico é para interceptar uma aeronave estrangeira que esteja entrando no espaço aéreo controlado pelo país do piloto sem permissão.
Um piloto pode ativar a pós-combustão total durante a decolagem para garantir que chegue ao local da aeronave estrangeira antes que qualquer incidente possa ocorrer, antes de escoltá-la para fora do espaço aéreo.
Outros motivos para os pilotos ativarem o pós-combustor estão relacionados principalmente a voos de show aéreo (por exemplo, acrobacias como o famoso "pump-and-burn"), bem como para fins fotográficos, tanto por fotógrafos militares quanto civis.
Os caças podem se tornar supersônicos sem pós-combustão?
Embora os pós-combustores sejam mais comumente usados para ajudar jatos a atingirem velocidades supersônicas, algumas aeronaves conseguem atingir velocidades supersônicas sem um pós-combustor. A maioria das aeronaves capazes disso são caças de quinta geração novinhos em folha, como o F-22.
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| Lockheed Martin F-22A |
A razão pela qual eles conseguem atingir velocidades supersônicas sem o uso de pós-combustor é devido ao cuidadoso equilíbrio de peso e às relações de empuxo.
Simplificando, engenheiros aeronáuticos de empresas como a Lockheed projetaram novos caças para serem tão leves que os motores que os impulsionam são tão potentes que impulsionam a aeronave mais rápido que a velocidade do som sem ativar o pós-combustor (embora muitos ainda estejam equipados com um).
Parte dessa tecnologia também chegou ao setor de aviação comercial, na forma de transportes supersônicos (SSTs), como o Boom Overture, que estão atualmente em desenvolvimento no mundo todo.
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| Boom Overture a 30 mil pés |
Assim como seus equivalentes militares, sua capacidade de voar em velocidades supersônicas sem o uso de pós-combustores foi alcançada por meio de reduções cuidadosas de peso e do uso de múltiplos motores de alto empuxo.
Qual é o volume máximo de um afterburner?
Não há como negar que um motor a jato é barulhento. Um motor a jato equipado com pós-combustor, no entanto, faz com que ele pareça uma biblioteca.
Os pós-combustores produzem um ruído em torno de 140 decibéis. Para se ter uma ideia, entre 150 e 180 decibéis são suficientes para causar danos auditivos permanentes!
O motivo de serem tão barulhentos é o enorme cisalhamento do vento que criam. O ar é sugado pelo motor, incendiado e expelido pela extremidade do pós-combustor a uma velocidade tal que seu volume corta o ar circundante de tal forma que é quase ensurdecedor.
Quão rápido os pós-combustores queimam combustível?
Talvez a principal característica (e, portanto, a crítica) dos pós-combustores seja o fato de serem extremamente ineficientes em termos de consumo de combustível.
A maioria dos pós-combustores equipados em caças modernos consome combustível a uma taxa impressionante – uma média de 27.750 kg por hora! Isso é quase o dobro dos 16.300 kg de combustível consumidos por hora quando não estão em uso.
Uma taxa de queima de 60.000 lb por hora é suficiente para consumir facilmente todo o combustível a bordo em questão de minutos, por isso seu uso é restrito a apenas alguns minutos por voo.
Quão quente fica um pós-combustor?
Com todo esse combustível queimando, talvez não seja surpresa ouvir que os pós-combustores esquentam. Muito. Se você já ficou atrás de um caça durante a decolagem, provavelmente sentiu o imenso calor dos pós-combustores.
No geral, os pós-combustores podem atingir entre 1.700 e 2.040 graus Celsius (aproximadamente 3.100 a 3.700 graus Fahrenheit), dependendo de onde a temperatura é medida no pós-combustor.
A parte mais quente do pós-combustor é a câmara de combustão (onde o combustível injetado é misturado ao ar e uma faísca o acende), enquanto a parte traseira do pós-combustor é a mais “fria”, principalmente devido à adição de uma quantidade considerável de ar, cuja temperatura é muito mais baixa do que a do pós-combustor.
Apesar disso, o calor produzido por um pós-combustor é consideravelmente maior do que o ponto de fusão de 660,3 °C (1220 °F) do alumínio — o metal usado para fazer o revestimento de uma aeronave — exigindo, portanto, um escudo térmico ao redor das áreas ao redor do motor e revestimentos de barreira térmica no interior da câmara do motor.
O calor intenso do pós-combustor, combinado com o som quase ensurdecedor criado por ele, é o motivo pelo qual todos os jatos equipados com pós-combustor têm uma "distância segura" muito maior ao redor deles do que aqueles sem pós-combustor.
Isso também explica parcialmente por que muito menos pessoas são sugadas pelos jatos de pós-combustão do que pelos jatos sem pós-combustão.
Por que os jatos russos têm pós-combustores azuis?
Se você já observou os pós-combustores de alguns jatos fabricados na Rússia, como o Sukhoi Su-57 ou o Tupolev Tu-160 , deve ter notado que eles têm uma cor azul distinta, em vez da cor amarela/laranja padrão da maioria dos outros jatos.
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| Sukhoi Su 57 em manobra de cabeça para baixo |
O motivo pelo qual esses jatos fabricados na Rússia têm pós-combustores azuis é porque eles usam o que os engenheiros aeronáuticos chamam de pós-combustor frio, que difere um pouco dos pós-combustores padrão.
Um design exclusivamente russo, a razão pela qual os pós-combustores frios têm uma chama azul é devido ao ângulo agudo em que o combustível é injetado no pós-combustor, o que, quando combinado com os injetores maiores e em menor número, inflama o combustível de tal forma que ele parece azul.
Dito isto, a luz também desempenha um papel.
Devido à forte iluminação usada quando as fotos de jatos fabricados na Rússia são tiradas, a chama levemente azul parece um azul ainda mais profundo, reforçando o clichê de que "jatos russos têm pós-combustores azuis", tão frequentemente divulgado online.
Aviões comerciais têm pós-combustores?
Pós-combustores são bastante comuns na maioria dos caças supersônicos modernos. Em jatos comerciais, porém, é um pouco mais complicado.
Em determinado momento, as companhias aéreas buscavam constantemente a aeronave mais rápida. Isso levou algumas a comprar aviões como o Concorde e o Tu-144, equipados com pós-combustores, o que lhes permitiu quebrar a barreira do som e voar em velocidades supersônicas.
Após uma série de acidentes (que envolveram parcialmente os pós-combustores dos dois aviões supersônicos), sua subsequente paralisação e uma reavaliação do setor aéreo como um todo, as companhias aéreas começaram a abandonar a velocidade em favor da eficiência.
Como resultado, nenhum avião de passageiros foi construído com pós-combustores desde então, e atualmente não há aviões comerciais em serviço equipados com pós-combustores.
Algum jato particular tem pós-combustor?
Embora os jatos comerciais tenham tido pós-combustores no passado, quando se trata do mundo da aviação executiva, nunca houve um jato particular de fábrica com pós-combustor.
A razão para isso se deve principalmente à praticidade: a maioria dos jatos particulares faz voos transcontinentais por terras onde voos supersônicos não são permitidos, o que significa que adicionar um pós-combustor não faz muito sentido.
Isso não significa, no entanto, que um jato particular nunca tenha sido equipado com pós-combustor. Muito pelo contrário, em 1988, a Guarda Costeira dos EUA equipou um jato executivo Dassault Falcon 20C (número de cauda N200GT) com pós-combustores para uso como plataforma de testes.
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| Dassault Falcon 20C (N200GT) |
Realizando uma série de voos de teste, seu objetivo era ver se conseguiriam desenvolver uma aeronave supersônica equipada com todos os equipamentos de busca e salvamento (SAR) e rastreamento, já que os caças não eram adequados para a tarefa e os turboélices mais novos eram lentos demais para sua função em constante mudança.
Apesar da promessa de resultados positivos, os Falcon 20 equipados com pós-combustor, como o N200GT, não conseguiram fazer o trabalho que a Guarda Costeira esperava e o projeto foi arquivado.
Posteriormente, a Guarda Costeira aposentou o Falcon 20 em favor de um número maior de turboélices consideravelmente mais lentos (mesmo antes do N200GT ser equipado com pós-combustores!)
O N200GT marca a primeira e única vez que um jato particular foi equipado e voou com pós-combustores.
Com informações do AeroCorner.com e Aero Por Trás da Aviação
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