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Es lo mismo que decir que la fuerza aplicada es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la aceleración que obtiene. En los motores tipo cohete y pulso reactores, durante la reacción química de la combustión la presión y la temperatura aumenta extremadamente, y es lo que produce el movimiento. Sin embargo, en el turbo reactor y en el estato-reactor no ocurre lo mismo, ya que la fuerza de la reacción la obtiene mediante la aceleración de una gran masa de aire puesta en movimiento por medios mecánicos, como es el conjunto de la turbina.
Para ello, el turbo reactor toma aire de la atmósfera mediante un compresor a cierta velocidad, y tras dilatarlo en la cámara lo impulsa hacia atrás con una velocidad mucho mayor. La fuerza o empuje es igual al producto de la masa de aire inducida en el motor por la aceleración que le imprime, o sea, que el empuje será igual a la masa de aire multiplicada por la aceleración que experimenta esa masa de aire, y de ahí viene el movimiento del avión, o del coche, o de cualquier objeto al cual se le ha colocado el turbo reactor.
La masa de aire es la cantidad que del mismo entra en el reactor. El concepto de masa, en física, es cantidad de materia, y se puede determinar dividiendo el peso por la aceleración de la gravedad. M = P / g.
La aceleración de la gravedad se considera constante, 9´81 m / seg 2, por tener una variación casi nula con la altura que pueden alcanzar los aviones, o el vehículo en tierra. Tenemos, pues, que la masa es igual al peso para las diferentes alturas. Pero éste sí que varía, y lo hace por las siguientes razones:
- Con la temperatura ambiente, pues cuanto mayor sea esta temperatura mayor será la dilatación del aire, y con ello la densidad será menor. Y por tanto su peso será también menor.
- Con la presión atmosférica, que sabemos varía con la altura y aún en un mismo lugar. Cuanto mayor sea la presión, la cantidad de aire que entra en el motor será igualmente mayor.
- Con la altura, porque influye por la disminución de la temperatura, hasta 11.000 metros (troposfera) la temperatura decrece 0´65 ºC cada cien metros, después permanece igual a -57 ºC a partir de los 11.000 metros (estratosfera). Por otra parte, la disminución de la presión es del orden de 80 mm de mercurio por cada 1.000 metros.
- Con las revoluciones del motor y el rendimiento de sus tomas de aire. El rendimiento de las tomas de aire afecta en la cantidad de aire que entra en el reactor, según la forma en que estén diseñadas sus secciones y se vean afectadas por la sección del compresor o presión dinámica cuando alcanza altas velocidades.
- Con el rendimiento del compresor, relacionado con las tomas de aire y forma de sus álabes. Así, un compresor centrífugo difícilmente pasa a dar un rendimiento superior al 75 %, y un compresor de tipo axial, más utilizado en la actualidad, da un rendimiento algo superior al 85 %.
En la fórmula solo se trata la masa de aire, pero en realidad también se debería tener en cuenta la masa del combustible, de escaso valor en relación con el aire.
Para aumentar la masa del aire, ocasionalmente en despegues y combates, existe un sistema de inyección de agua y metanol, entre otros productos, que hacen aumentar su peso.
El factor de aceleración queda cambiado en la fórmula para hallar el empuje, por la siguiente causa: la aceleración es la variación de velocidad en la unidad de tiempo: Vs = Ve / t. En donde Vs es la velocidad de salida y Ve la de entrada; y como consideramos que t es la unidad, se reduce a Vs = Ve, quedando la fórmula total
Empuje = Masa · (Vs - Ve)
Donde el empuje se mide en kilogramos. El realidad la fórmula se encuentra afectada por las variaciones antes citadas de presión, temperatura, etc., además de varios coeficientes, complicando la clara exposición del principio de avance del reactor en la atmósfera, que de esta forma queda sencillamente expuesta.
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