Pulsorreactor para niños
Un pulsorreactor es un tipo de motor a reacción que funciona de una manera especial: en lugar de tener un flujo de aire constante, su funcionamiento se basa en explosiones rápidas y repetidas, como si el motor "pulsara".
El primer pulsorreactor que funcionó fue creado y patentado en 1906 por el ingeniero Victor Von Karavodin. Años después, en 1910, el inventor francés Georges Marconnet patentó un modelo que no usaba válvulas.
Este tipo de motor fue el primero en fabricarse en grandes cantidades para ser usado en la guerra. Un modelo llamado Argus I se utilizó para impulsar la bomba voladora V1. El motor Argus I podía generar una fuerza de empuje de unos 400 kilogramos. Su tiempo de funcionamiento era de aproximadamente treinta y cinco minutos, que era el tiempo que duraban las válvulas antes de desgastarse por la presión y el calor.
Con el tiempo, se inventaron y mejoraron los motores turborreactor, que son mucho más eficientes. Esto hizo que los pulsorreactores dejaran de usarse en la aviación principal.
Contenido
Clases de Pulsorreactores
Existen dos tipos principales de pulsorreactores: los que tienen válvulas y los que no las tienen. El motor Argus I es un ejemplo del primer tipo.
Pulsorreactores con Válvulas
Estos motores tienen tres partes principales:
- Un sistema de válvulas.
- Una cámara donde se quema el combustible (cámara de combustión).
- Un tubo por donde salen los gases.
Funcionan así: el aire entra por las válvulas de la parte delantera y se mezcla con el combustible que sale de unos inyectores. Una bujía (como la de un coche) enciende esta mezcla. La explosión que se produce empuja los gases en ambas direcciones. Esto hace que las válvulas de entrada de aire se cierren, forzando a los gases a salir por el tubo trasero, lo que genera el empuje. Después, se crea un vacío que abre las válvulas de nuevo, y el proceso se repite.
Una vez que el motor empieza a funcionar, el calor de las explosiones calienta el motor. Esto ayuda a que las siguientes explosiones ocurran sin necesidad de la bujía, haciendo que el motor funcione por sí mismo. El principal problema de este sistema es que las válvulas, que suelen ser de acero flexible, se desgastan muy rápido por el calor y la presión. Esto hace que el motor tenga una vida útil corta, aunque es muy barato de construir.
Pulsorreactores sin Válvulas
Estos pulsorreactores son una versión mejorada de los anteriores. Los primeros modelos aparecieron después de la Segunda Guerra Mundial. Varios países investigaron estos motores para ver qué usos podían darles, buscando alargar su vida útil. Sin embargo, la aparición de los turborreactores hizo que esta tecnología no se desarrollara tanto.
Hay muchos modelos de pulsorreactores sin válvulas, pero uno de los más conocidos es el Lockwood Hiller. Este diseño es sencillo, ligero y muy confiable porque no tiene piezas móviles que se desgasten. Además, son más seguros que los modelos con válvulas, ya que es menos probable que se dañen si les entran partículas o líquidos.
Su funcionamiento es similar al de los pulsorreactores con válvulas, pero sin ellas. En el modelo Lockwood Hiller, las válvulas se reemplazan por un sistema que permite que parte de los gases calientes regresen a la cámara de combustión. Este motor tiene forma de "U" con una parte más ancha en el centro, donde está la cámara de combustión, el inyector de combustible y la bujía.
El proceso comienza cuando se inyecta aire y combustible, y la bujía los enciende. La explosión empuja el aire rápidamente por toda la "U", creando el empuje. Como el recorrido del aire es diferente en cada lado de la "U", cuando se produce el vacío después de la explosión, parte de los gases calientes que han recorrido el camino más largo vuelven a la cámara de combustión. Al mismo tiempo, entra aire fresco del exterior. Esta mezcla de gases calientes y aire fresco provoca la siguiente explosión, haciendo que el motor funcione de forma continua sin necesidad de válvulas ni de la bujía constantemente.
El Pulsorreactor "Jam Jar"
Muchos pulsorreactores usan tubos separados para que entre el aire y salgan los gases. Sin embargo, este diseño sencillo usa la misma abertura para ambas cosas. Esto es posible gracias a la resonancia que producen estos motores. Durante la explosión, la misma abertura actúa como salida de gases, y cuando se crea un vacío después de la explosión, actúa como entrada de aire.
Este tipo de pulsorreactor sin válvulas es menos eficiente en su forma más simple porque le falta un tubo especial que ayuda a la resonancia. Sin embargo, funciona bastante bien incluso con algo tan simple como un tarro de mermelada vacío con un agujero en la tapa y combustible dentro. De ahí viene su nombre en inglés, "jam jar" (tarro de mermelada).
Ventajas y Desventajas de los Pulsorreactores
Hoy en día, los pulsorreactores casi no se usan en aviones grandes. Se han convertido más en un pasatiempo o una curiosidad científica, usándose a menudo en aeromodelismo (aviones a escala).
A pesar de su uso limitado, los pulsorreactores tienen algunas características interesantes:
- Son muy fáciles de construir.
- No necesitan equipos complicados ni materiales difíciles de conseguir.
- Muchos modelos sin válvulas pueden generar mucha potencia sin ser muy caros.
- Pueden usar casi cualquier tipo de combustible, como derivados del petróleo, gases o alcoholes.
- Son fáciles de reparar y se pueden fabricar rápidamente.
Sin embargo, también tienen desventajas importantes:
- Consumen mucho combustible.
- No pueden alcanzar velocidades supersónicas (más rápidas que el sonido).
- Suelen ser grandes.
- No se les pueden añadir sistemas para aumentar el empuje (postquemadores).
- Tienen un margen de aceleración limitado debido a cómo funcionan por resonancia. Si se intenta cambiar mucho su velocidad, el motor puede detenerse o volverse menos eficiente.
Galería de imágenes
-
Un Mustang P-51D equipado con pulsorreactores Argus construidos por la NACA (predecesora de la NASA).
