Motores de aviación alemanes, S.G.M.

[Quinto_Sertorio]

Hola, reabriendo este hilito...

Toca ahora empezar a hablar de un motor muy curioso entre los empleados en la SGM: El Junkers Jumo 205. La particularidad de este motor, estaba en que era un motor DIESEL. Pero además de diesel, tenía una construcción interna muy diferente de la de los demás motores de la época. En efecto, no fue el único motor diesel en aquel momento (aunque sí el empleado en cantidades significativas), pero la mayoría de los otros motores tenían una contrucción muy similar a los demás, y eran por ejemplo, radiales de 9 cilindros, o 12 cilindros en V.... En cambio, el Jumo 205 se salía totalmente de las líneas habituales. Fue empleado en varios aparatos, los más interesantes de los cuales tal vez fueron las variantes de gran altura del Junkers ju 86, las series P y R.

¿Por qué diesel?, bueno, todo el mundo sabe que hay motores de coche gasolina y diesel, las ventajas y desventajas relativas son semejantes a las de los mismos motores destinados al uso aeronautico. Recordemos, que un motor de gasolina comprime moderadamente una mezcla de aire combustible, y la hace detonar mediante una chispa electrica proporcionada por una bujía. En el motor diesel, se realiza un ciclo diferente: Una cantidad de aire se comprime mucho, de modo que se calienta por sí mismo, y en ese momento se inyecta una cantidad de combustible, que en contacto con el aire caliente arde, y al arder se expande... Los motores de gasolina de aviación de la SGM solían tener una relación de compresión entre 5:1 a 7:1, mientras que este motor jumo 205 tenía una relación de compresión de 17:1.

Entre las ventajas que podía tener un motor diesel, estaban fundamentalmente dos: Mayor autonomía, debida a la inherente mayor eficiencia kilométrica de los motores diesel. Y mayor altura operativa debida a que el motor en sí comprimía el aire, y era de todos modos menos exigente en cuanto a la presión atmosférica del mismo (quizá más adelante profundicemos en estos temas), puesto que no tenía que formar una mezcla correcta para la detonación en el cilindro.

Por contra, tenían los problemas de los diesel: Mayor peso, vibraciones, menos revoluciones y menor responsividad a los mandos...

En lo que sigue, inicialmente haré un resumen sobre el 205, fusilado de la wikipedia y otras fuentes breves de internet, y luego haré aportaciones adicionales.

Los motores jumo diesel, 204, 205, 206, 207, 208 y alguno más, empleaban un ciclo de dos tiempos, en motores con seis cilindros y DOCE pistones... ¿Pero no correspondía un cilindro a un pistón? ¡Pues no siempre!. Cada par de cilindros corría en un pistón, opuestos entre sí, y cada uno de ellos accionaba un cigüeñal distinto, había un cigüeñal superior y otro inferior como había una serie de pistones superiores y otra inferiores. Los pistones alternativamente se movían uno contra el otro dentro del cilindro. Los conductos de admisión y escape estan duplicados a cada lado del bloque de cilindros. Y había dos bombas de inyección de combustible accionadas por levas por cada cilindro, y cada bomba usaba dos inyectores, por tanto había cuatro inyectores de combustible por cilindro.

Como en otros modelos de dos tiempos, los Jumos diesel usaban puertos fijos de admisión y escape en los cilindros, de modo que estos puertos se abrían al dejarlos libres los pistones en su recorrido. Pero para evitar los problemas habituales de este sistema en motores de dos tiempos (tipo motarra del quinqui de la calle), esos puertos estaban en los lados opuestos del cilindro. De modo que no estaban cerrados y abiertos los dos al mismo tiempo. El puerto de admisión estaba situado en el area cubierta por el pistón inferior, mientras que el puerto de escape estaba "bajo" el pistón superior.

El cigüeñal inferior, corría 11º (once grados) retrasado respecto al superior, lo que significaba que el pistón inferior también iba por detrás del superior, consecuentemente los puertos de escape abrían primero, limpiando el cilindro; y luego se abrían los de admisión, llenando éste de aire fresco. Este sistema era sencillo y eficiente. A cambio (precio a pagar), como los pistones no iban simétricamente, el motor no corría tan suave como hubiera sido si ese retraso de 11º no hubiera existido.

Por otro lado, al haber dos cigüeñales, éstos tenían que ser acoplados luego. En el Jumo, la potencia se tomaba sobre todo del cigüeñal superior. Mientras que del cigüeñal inferior se tomaba la fuerza para el movimiento de sistemas auxiliaes como bombas de combustible, compresor etc (aproximadamente la mitad de la energía asociada al movimiento de este cigüeñal, la otra mitad se acoplaba con la del cigüeñal superior).

Ahora un dibujito bonito, es interesante que el lector, le eche una ojeada, viendo las flechitas que indican los flujos, y esos detalles tan cucos...



Y ahora una tablilla de datos:

JUNKERS JUMO 205A


* Tipo: Seis cilindros en línea, 12 pistones opuestos, refrigerado por líquido, diesel de dos tiempos.
* Diámetro cilindros: 105 mm (4.13 in)
* Carrera de los pistones: 160 mm (6.3 in)
* Capacidad: 16.62 L (1,014 in³)
* Longitud: 76.5 in (1,934 mm)
* Anchura: 21.54 in (547 mm)
* Altura: 52.17 in (1,325 mm)
* Peso descargado: 595 kg (1,312 lb)

Componentes:

* Sistema alimentación combustible: Inyección.
* Combustible: Diesel
* Lubricación: Forzada con una bomba de presión y dos de recirculación.
* Refrigeración: Por líquido.

Prestaciones

* Potencia: 647 kW (867 hp) a 2,800 rpm
* Potencia específica: 39.0 kW/L (0.86 hp/in³)
* Relación de compresión: 17:1
* Relación potencia peso: 1.09 kW/kg (0.66 hp/lb)


Fuentes:

MAYOR PISTON AERO ENGINES OF WORLD WAR II
Victor Bingham


http://en.wikipedia.org/wiki/Junkers_Jumo_205

[Feldmarschall]

Interesante articulo, siempre he opinado que los motores diesel en la segunda guerra mundial por parte de Alemania, fueron hacer más de lo que se debía. Ya sea este o el motor del Panther. Pues ya escasos de petróleo y con una industria sintética al borde del colapso, para qué producir o importar dos tipos de combustible altamente diferentes.

Seguiré el tema con ganas

cuídense

[Quinto_Sertorio]

Hola.

Edito para incluir una respuesta, brevemente:

Pues ya escasos de petróleo y con una industria sintética al borde del colapso, para qué producir o importar dos tipos de combustible altamente diferentes.

Bien, no soy un experto petroquímico, pero ten en cuenta una cosa: Los diferentes combustibles, derivan primariamente de diferentes fracciones de destilación del petróleo. El petróleo se refina sometiendo el crudo, en torres de refino, a diferentes temperaturas, de modo que los componentes se separan en función de sus característas químicas, fundamentalmente tempertura de gasificación, y luego se licúan de nuevo para obtener el líquido combustible. Los componentes más volátiles (gasolinas) se diferencian antes, y los más pesados y menos volátiles (gasóleos) después a mayores temperaturas. Luego hay toda una serie de procesos petroquímicos para llegar a los productos finales, claro.

Para más detalles:
http://elpetroleo.aop.es/Tema6/Index2.asp#
http://es.wikipedia.org/wiki/Refiner%C3%ADa
Por ejemplo.

Eso significa, que si empleas dos combustibles, gasolinas y gasóleos, aprovechas mejor los recursos naturales (te quedas con más parte del crudo). Y además puedes aprovechar las cualidades de estos combustibles, por ejemplo para meterle a los tanques motores de gasóleo, cuyo combustible es mucho menos peligroso.


****************************************************
Por si alguien no ha entendido muy bien cómo funcionan los ciclos (dos, recuerden, es un motor de DOS tiempos) en el Jumo 205, este dibujito viene bien:



Hay dos ciclos, dos fases de movimiento de los pistones en el cilindro, en el primer ciclo se produce el ""Scavenging"" o reemplazo de gases de expulsión por los de admisión, y la compresión, en que estos últimos gases se comprimen.

El segundo ciclo se inicia cuando el combustible es inyectado en el gas comprimido (y caliente), arde, y se expande, abriendo los cilindros, de modo que los puertos de salida de gases de combustión se abren ANTES que los puertos de admisión.

De ese modo, el reemplazo de gases es mejor que en un motor de dos tiempos habitual.

Saludoso, luego sigo que ahora tengo un problema alcohólico

[Quinto_Sertorio]

Bueno, por ir contando más cosillas de este motor, podemos hablar de las versiones...

Jumo 5 A, B, C

Denominación inicial de estas series. Inicialmente proporcionaban 550 CV a 2100 rpm, las versiones A, B, C, con diferentes pasos de hélice o compresor, versiones "de prueba" de 1933.

Jumo 205 A, B, C

Denominación definitiva del motor, dando 600 CV a 2200 rpm, para 1934, se mejora el amortiguamiento de vibraciones en el cigüeñal y otras partes y se introduce refrigeración por Glycol. Tengamos en cuenta (muy importante) que al ser la temperatura de funcionamiento de estos motores, sensiblemente inferior a la de los motores de gasolina, la refrigeración se veía notablemente facilitada.

Jumo 205 D


Proporcionando 880 CV a 2800 RPM, con contrapesos en el cigüeñal, versión adaptada a tareas militares.

Jumo 205 E y G

700 CV a 2500 rpm a partir de 1939, versión realizada de acuerdo a los deseos de Deutsche Lufthansa incidiendo en la autonomía de vuelo, más horas entre mantenimientos, pocas unidades construidas.

Aquí, vemos gráficamente la diferencia entre los motores C (y A, B) y los D (y G, E)


Perfil de un Junkers Jumo 205C


Perfil de un Junkers Jumo 205D

Ver estas imágenes, tiene el interés de apreciar la diferencia entre la estructura de los sobrealimentadores (en la parte posterior del motor), y si no ando muy equivocado, en la presencia en el modelo D de un arrancador electrico en línea con el cigüeñal superior; resalizándose el arranque en modelos anteriores, por medio de arrancadores Coffman.

Estos datos, los he sacado de la página:
http://www.der-werftverein.de/akr/jumo205.html

Que como está en alemán, y a pesar de la traducción automática google, no me permite entender muy bien, por eso hay que tomar con pinzas estos datos anteriores...

Va unas fotillos adicionales, para apreciar la belleza de esta máquina.





Ejercicio para el lector, a la vista de las visibles diferencias entre versiones C y D del 205, expuestas en los dos dibujos...¿A qué versiones corresponden las dos fotos anteriores?

Al que acerte le regalo una piruleta..

Saludos

[Feldmarschall]

C y D?¿
interesantisimo!

Cuídense

[Satur]

El de arriba es un C sin duda, el otro ya me deja un poco más perplejo. Parece que también tiene el compresor igual que el C

[Quinto_Sertorio]

Hola de nuevo.

Para terminar, siempre provisionalmente, con el tema del Junkers Jumo 205; aportaré algunos comentarios incluidos en un documento cuyo enlace pondré más adelante, por si alguien quiere echarle un vistazo por su propia cuenta. Van referidos a las prestaciones de este motor, y difieren un poco de las dadas anteriormente:

Prestaciones

El Jumo 205-C, diesel que fue usado ya en 1936 y 37, tenía una potencia de 600hp a 2200rpm, crucero de 510hp a 2100rpm. Desde entonces, la potencia se ha incrementado aumentando sus revoluciones por minuto, hasta llegar al modelo E, con 700hp a 2600rpm. El Jumo 205D, que es un motor militar, desarrolla una potencia máxima de 880hp a 3000rpm. El consumo específico de combustible de estos tres motores es aproximadamente el mismo, 0’35libras por hp por hora a potencia de crucero, y 0’37 libras por hp por hora a plena potencia.

Estas prestaciones, son obtenidas sin sobrealimentador. Cuando el motor es sobrealimentado con un sobrealimentador accionado por gases de escape, el soplante posterior accionado mecánicamente, es mantenido por propósitos de arranque. El Jumo 207, como es conocido el motor en esta forma, desarrolla 1000hp al despegue y mantiene esta potencia hasta una altura de 20000pies.

http://av.rds.yahoo.com/_ylt=A0geunoELg ... ls/CH4.pdf

Notar que esta fuente, no considera el compresor mecánico habitual del Jumo 205 como un “sobrealimentador” sino sólo como un “soplante” (blower).

En la tabla siguiente se aprecia la evolución de prestaciones del Jumo 205, según modelos:


Y por si alguien le interesa, dejo un diagrama (también extraído de la fuente anterior) sobre la disposición de cilindros y secciones del cigüeñal, y luego otro diagrama gráfico del motor.





Creo que salvo leerse la fuente que he puesto, no queda mucho más que yo pueda decir acerca de este motor.

Saludos

PD: Creo que la piruleta se la va a ganar Satur, yo también creo que son dos C.

[Quinto_Sertorio]

Hola:

Voy a tratar de hacer, a partir de ahora, una pequeña historia de los motores turborreactores de aviación alemanes, de la Segunda Guerra Mundial.

No cabe duda de que los pioneros alemanes en esta área, abrieron caminos, con una notable brillantez técnica, y también una notable candidez a la hora de valorar sus posibilidades reales en la situación en que se encontraban.

Y como en otros campos de los desarrollos aeronáuticos y armamentísticos en Alemania, en aquella época; también hay que hablar de interferencias y decisiones poco meditadas.

No es momento, creo yo, de dar explicaciones extensas acerca de lo que es un turborreactor, baste con algunas referencias de Internet para poder acceder a unos datos básicos. Yo prefiero para que los veáis, los de la NASA, que tienen mucha miga:

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/shortp.html
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/turbine.html

En otro momento ponemos más.

No obstante, sí quería comentar lo siguiente como curiosidad: En un motor de explosión como los que estamos viendo hasta ahora, de cuatro tiempos por ejemplo; se producen una serie de fases o tiempos (admisión, compresión, explosión y escape) que ocurren en diferentes momentos, en el mismo sitio. En el caso del turborreactor, ocurre que se producen esos mismos pasos o tiempos, pero al mismo tiempo, en diferentes sitios: Hay una admisión de aire al motor, una compresión del mismo, una mezcla con el combustible e ignición de la mezcla, y un escape de los gases. Por supuesto hay diferencias fundamentales de tipo termodinámico, por lo que el ciclo de trabajo en los turborreactores ya no es un ciclo Otto, o diésel, sino un ciclo Brayton (en los enlaces NASA que pongo, se explica requetebién).

Es importante para empezar, de todos modos, lo siguiente: Hay dos tipos básicos de turborreactores; los de flujo axial, y los de flujo centrífugo. La diferencia entre ambos, está básicamente en el compresor. En el primer caso, el compresor está formado por rotores con alabes que comprimen en sucesivas etapas el aire, contra los estátores, también formados por álabes. Los álabes son aeroperfiles que inducen el movimiento-fuerzas en el aire. El aire pasa sucesivamente y de adelante atrás, siguiendo el mismo eje, por todo este conjunto de rotores y estatores, que en conjunto forman el compresor. Y luego el aire comprimido pasa a la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y entra en ignición, proporcionando empuje por la tobera de salida, moviendo en el camino la turbina o turbinas de salida, que a su vez mueve los compresores.

En el caso de los turborreactores de flujo centrífugo, la cosa es distinta. Aquí, el compresor está formado por un rotor centrífugo; que toma el aire por su parte delantera, y lo empuja hacia fuera, comprimiéndolo en la cámara que se encuentra alrededor del rotor. luego pasa a la cámara de combustión. Este rotor centrífugo, es completamente análogo y de construcción muy semejante al que emplean los compresores o sobrealimentadores vistos en motores de aviación de pistón; y que se pueden ver en este hilo o los otros dedicados a los motores de aviación de la SGM. Este hecho es MUY importante tenerlo en cuenta, por una serie de razones que iremos viendo.

Por hacer un pequeño resumen, diremos que los alemanes, durante la segunda guerra mundial, hicieron una elección física y de ingeniería correcta, pero tecnológicamente, y sobre todo militarmente, desastrosa: Desarrollar los turborreactores de flujo axial.

No es que no tuvieran también turborreactores de flujo centrífugo, los de Heinkel-Hirt lo eran, pero los dejaron en segundo plano, en un momento crítico, porque estimaron que el turborreactor de flujo axial era mejor, y ofrecía una mayor promesa de desarrollo. Lo cual era absolutamente cierto. Pero también era más difícil de desarrollar, y más exigente en cuanto a ingeniería y materiales. Y esto, lo notaron los alemanes para su desgracia, cuando el BMW 003 o el Jumo 004 empezaron a dar problemas en un momento crítico… Lo veremos. El compresor con rotor axial, era más conocido, más sencillo de diseñar, menos dependiente de problemas relacionados con materiales. Los británicos eligieron esta estructura por motivos prácticos, y llevaron la razón (después de la guerra, eso sí) inicialmente.

Digamos, para terminar esta introducción, que a partir de los primeros modelos de prueba, los alemanes planificaron el desarrollo de turborreactores, dividiéndola en dos fases, en dos tantas de desarrollo, digamos por esquematizar:

Fase 1, primera generación, como queráis: Motores turborreactores de unos 700-900kg de empuje, que debían ser montados de dos en dos en un aparato para hacerlo volar como es debido; como ocurría en el Me 262, por supuesto.

Fase 2 o segunda generación: Motores turborreactores de unos 1500kg de empuje, que podían montarse individualmente, por tener empuje suficiente, ya, para propulsar un caza.

Los BMW 003, y Jumo 004 pertenecían a la primera generación, por supuesto.

Entre los contendientes, fabricantes de motores turborreactores para la Luftwaffe, estaban tres:

Heinkel Hirt
BMW
Junkers (JUMO)

Digamos, que la Heinkel Hirt apostaba por turborreactores de flujo centrífugo, puros o híbridos. Mientras que BMW y Junkers, lo hicieron por los de flujo axial. En un momento clave del desarrollo, las autoridades del RLM pararon a Heinkel en el desarrollo de su modelo de primera generación, para que se concentrara en el diseño del modelo de segunda generación; dejando a BMW y Junkers la exclusiva de la primera fase de desarrollo (modelos 003 y 004).

Saludos

[Flogger]

Estaba esperando tu aporte para aclarar las limitaciones que imponían los primeros motores de reacción en el diseño de los cazas.

Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola de nuevo.

Hay un par de cosillas que quiero que queden claras antes de empezar, y luego, podremos ir hablando de más asuntos a medida que progresemos en el tema.

Es importante tener bien a la vista las diferencias entre turborreactores de flujo centrífugo y de flujo axial, en estas dos figuritas, tan monas, sacadas de la Wikipedia, se visualiza gráficamente muy bien:




El de arriba es AXIAL, del de debajo CENTRIFUGO. Repito, que en el primer caso, le compresión del aire se consigue pasándolo a través de una serie de etapas de álabes móviles (normalmente más de ocho etapas), que forman el rotor; que "empujan" el aire contra otra serie de etapas de álabes fijos, que forman el estátor. Y este movimiento se hace de en un sentido general lineal respecto a la marcha, o el eje, del motor. Este aire comprimido pasa entonces a las cámaras de combustión (su estructura, que también es muy variable, no viene detallada en este dibujito, ojo); en las que el aire comprimido se mezcla con el combustible, entra en ignición, y sale en dirección a la tobera de salida (nozzle en los dibujos), proporcionando empuje. Pero antes, pasa por las etapas de turbinas, entregando energía que a través del eje (shaft) pasa al rotor, continuando el ciclo.

En el segundo caso, la etapa de compresión es distinta, lo que hay es un impeller, un impulsor centrífugo, que tomando el aire por la parte delantera, lo empuja y comprime contra las paredes de la cámara de compresión, pasando entonces a las cámaras de combustión. En este dibujo, aparece un impulsor o impeller de "una sóla cara", sin embargo, os pongo seguidamente, porque me da la gana, una foto de un turborreactor de flujo centrífugo en el que el impulsor del compresor es de "dos caras", vereis inmediatamente por qué...



Se trata de un J-33, he marcado en verde el "aire limpio" que pasa al compresor tras atravesar unas rejillas de protección. Este aire, entra por delante y por detrás del plano del impulsor (esto es algo que me llamó la atención cuando me fijé en ello), porque el impulsor tiene "dos caras". El aire comprimido en el compresor (lo he puesto en amarillo) pasa a las cámaras de combustión, que se ven alrededor del motor, y allí se mezcla con el combustible, arde, y sale a través de la turbina (este gas de combustión lo he puesto en rojo). Por supuesto que este motor es muy posterior a la SGM. Pero lo pongo como ejemplo de lo que es un turborreactor de flujo centrífugo, que se ven menos habitualmente.


Otro asunto muy importante, que debe quedar claro, es el por qué de hablar, para calificar estos motores, de empujes en kg o en Newtons (o en libras, en terminologías inglesas). Hasta ahora, habíamos hablado al calificar la potencia de los motores, en función de Caballos (c.v., H.P. etc...). Ello era porque las máquinas alternativas, se miden mejor en función de la potencia que son capaces de entregar (==trabajo que son capaces de realizar), y que se puede medir directamente en su eje.

En el caso de los turborreactores, es más conveniente medir el empuje, porque el trabajo realizado, o energía empleada, por estos motores no se aplica directamente a, por ejemplo, mover una hélice. Sino que se aplica a tomar una masa de aire a una velocidad, y lanzar esa masa de aire a otra velocidad distinta por la tobera y esto confiere movimiento al aparato en cuestión, por una pura y simple aplicación de las Leyes de Newton (fijaos, que en el caso de los turbohélices... es distinto, sí se miden potencias en CV). De modo que para medir la potencia de estos motores... lo mejor es recurrir al propio Newton.

La ecuación que debeis tener en mente, es la siguiente:

F = Maire x (Vsalida-Vadmisión); Siendo:
F= fuerza de empuje del motor.
Maire= Masa de aire admitida en un tiempo determinado.
Vsalida=Velocidad de los gases de escape tras la tobera.
Vadmisión= Velocidad del aire al iniciar la admisión.

El resultado es una fuerza, unidad Newton. Será mayor cuanto mayor sea la diferencia entre las velocidades de entrada y salida de gases, y cuanto mayor sea la masa de gases que es admitida en un tiempo determinado.

¿Por qué se habla de empujes en kg?... Fácil, tener en cuenta otra ecuación básica de la Física:

F = m x a (fuerza igual a masa por aceleración). En este caso, la aceleración es la de la gravedad---> F=m x g.
Como g (la aceleración de la gravedad) es aproximadamente igual a 10 metros /segundo^2, entonces:

F(n)=m(kg) x 10m/s^2

O sea, que es lo mismo decir que un turborreactor tiene un empuje de 900 kg, o de 9000 newtons.

Bueno, salvo que haya metido la pata hasta el fondo, creo que con esto basta, y ya mañana (si Dios quiere), empiezo con los turbos alemanes de la SGM, y sus creadores.

Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola.

Hablar de turborreactores aplicados a la aviación, es hablar de dos personas: Frank Whittle en Inglaterra, y Hans Von Ohain en Alemania. Ambos desarrollaron por su lado y de modo independiente (con cierta controversia respecto a ésto último) la teoría y fundamentos técnicos acerca del uso de este tipo de propulsión. Y ambos crearon los primeros equipos funcionales para cumplir esta tarea. Ambos merecen el crédito por ello. Y por supuesto, esto que resumo en un párrafo, tiene de sobra materia para uno o varios libros...

En lo que respecta a Alemania, nos interesa el Segundo: Hans Von Ohain exactamente Hans Joachim Pabst von Ohain (14 de diciembre de 1911; 13 de marzo de 1998). Disfrutó de unos estudios y doctorado en Física y aerodinámica en la Universidad de Göttingen, planteándose ya entonces el uso de una propulsión que no requiriera hélice. Tras su doctorado, pasó a trabajar para el propio Instituto de Física de la Universidad. Y desarrolló un trabajo, que patentó, sobre una primera idea, que usaba un compresor de flujo centrífugo, en cuya espalda (muy pegadas) estaban dispuestas las primitivas cámaras de combustión, en cuya salida había una turbina, básicamente lo visto en el post anterior para un turborreactor de flujo centrífugo. Su diseño, resultaba tener un diámetro bastante grande, respecto a la longitud.

Esta idea, se construyó, gracias a un ingeniero de automóviles, Max Hahn; al que había conocido en el taller al que llevaban el coche ambos. Y se llevó a la Universidad, para probarlo. Fallaba, pero eso no era problema, las causas de los fallos eran fácilmente comprensibles, y de hecho, esperables...

El jefe de Ohain, y director del Instituto de Física de la Universidad de Göttingen, Robert Wichard Pohl; que probablemente era una personalidad por sus propios méritos; escribió a Ernst Heinkel, hablándole de Ohain y su invento. Como estamos hablando de tipos muy serios, rápidamente quedaron para hacerle una entrevista al chico, y ver qué contaba....

Lo que se encontraron, hay que tenerlo en cuenta, fue esto:



Échenle un vistazo a ese trasto de arriba, eso, fue el prototipo "de garaje" de Ohain/Hahn. Fíjense, porque eso tendrá su importancia, en tres cosas: Su gran diámetro relativo, su pequeña longitud, y su pequeño "orificio de entrada de aire". Por supuesto que, repito, estamos hablando de un juguete. Pero esas características, gran relación diámetro/longitud, significando una resistencia aerodinámica relativamente grande; y un pequeño orificio de entrada (al ojo del rotor del compresor) de aire, significando relativamente poco aire de entrada, y poco empuje... Fueron en cierto modo heredadas por los diseños que le siguieron. Lo que explica, o explicará, ciertas decisiones que se tomaron unos pocos años después. Lo veremos si Dios quiere.

La reunión/juicio entre Von Ohain y los técnicos que Ernst Heinkel envió como jurado, duró horas. Durante las cuales, cada detalle de las teorías y la personalidad de Ohain fueron escudriñadas con todo detalle: Heinkel sabía que no sólo estaba contratando a un nuevo empleado, sino tal vez abriendo un nuevo camino... Finalmente, hubo fumata blanca. Y en abril de 1936, Von Ohain y Hahn, se establecieron en la factoría de Heinkel's en el aeródomo de Marienehe en Rostock. Inmediatamente recuperaron el trabajo en su juguete, para hacerle algunas mejoras y pruebas, además de estudios revisados sobre sus flujos de gases.

Los resultados fueron tan buenos, que decidieron incorporar todos los cambios y desarrollos en un nuevo modelo, completamente nuevo...

Pero esa historia la dejaré para otro mensaje.....

To be continued....

[Flogger]

No obstante, sí quería comentar lo siguiente como curiosidad: En un motor de explosión como los que estamos viendo hasta ahora, de cuatro tiempos por ejemplo; se producen una serie de fases o tiempos (admisión, compresión, explosión y escape) que ocurren en diferentes momentos, en el mismo sitio. En el caso del turborreactor, ocurre que se producen esos mismos pasos o tiempos, pero al mismo tiempo, en diferentes sitios: Hay una admisión de aire al motor, una compresión del mismo, una mezcla con el combustible e ignición de la mezcla, y un escape de los gases. Por supuesto hay diferencias fundamentales de tipo termodinámico, por lo que el ciclo de trabajo en los turborreactores ya no es un ciclo Otto, o diésel, sino un ciclo Brayton (en los enlaces NASA que pongo, se explica requetebién).

Muy cultural!
No conocía esa diferencia.

La reunión/juicio entre Von Ohain y los técnicos que Ernst Heinkel envió como jurado, duró horas. Durante las cuales, cada detalle de las teorías y la personalidad de Ohain fueron escudriñadas con todo detalle: Heinkel sabía que no sólo estaba contratando a un nuevo empleado, sino tal vez abriendo un nuevo camino... Finalmente, hubo fumata blanca. Y en abril de 1936, Von Ohain y Hahn, se establecieron en la factoría de Heinkel's en el aeródomo de Marienehe en Rostock. Inmediatamente recuperaron el trabajo en su juguete, para hacerle algunas mejoras y pruebas, además de estudios revisados sobre sus flujos de gases.

Los resultados fueron tan buenos, que decidieron incorporar todos los cambios y desarrollos en un nuevo modelo, completamente nuevo...

Pero esa historia la dejaré para otro mensaje.....

To be continued....

Sin palabras.
Cambiando el mundo en un garage.
Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola, pa que no se quede esto parado

Sin palabras.
Cambiando el mundo en un garage.
Saludos

Como los chicos de Apple...

Antes de nada, indicar que la fuente que en este momento estoy usando, es fundamentalmente
Esta. Me interesa que se una nada más, para mantener una coherencia, y luego ya añadiremos cosas.


Dejamos dispuestos a Hans Von Ohain y a su amigo y colaborador, Max Hahn; a construir un nuevo juguete, ya mas serio y empleando los medios dispuestos por Heinkel. O no dispuestos, puesto que esta pareja, al parecer, robó un poco de mano de obra de la empresa, para construir su nuevo aparato, era éste el Heinkel-Strahltriebwerk 1 (HeS 1), pensado en principio para funcionar con Hidrógeno. Era sencillo, realizado en láminas de metal (no metal torneado, o fundido...) , durando su contrucción entre el verano del 36, y la primavera del 37. Funcionó con éxito a la primera con hidrógeno como combustible, de hecho, funcionó tan bien, que las altas temperaturas en el escape causaron problemas con el metal (algo perfectamente lógico, dada la capacidad calorífica de este tipo de combustión). El siguiente paso, era pasar al combustible previsto, de hidrocarburos, para lo cual se reemplazaron las cámaras de combustión, inicialmente se produjeron atascos de combustible en las cámaras; problema solucionado por el manitas de Max Hahn, que rediseño los inyectores, basándose en los empleados en los equipos de soldadura autógena. Y de nuevo, las pruebas reanudadas, fueron un éxito total.

Este es un esquema del HeS 1:


Esquema del HeS 1

Noten, los valores básicos de funcionamiento en hidrógeno, dados en la propia figura. Con este modelo, ya contruído en serio, se había probado que el asunto era perfectamente viable.

El siguiente paso, era producir ya un modelo, pensado para tener las características necesarias para hacer volar un avión, tanto en cuanto empuje como en cuanto a fiabilidad y robustez necesaria. Es modelo fue el HeS 3. Por ser ya un diseño destinado a ser usado fuera del laboratorio, hubo cambios en su contrucción. Las etapas de compresor (tenía inicialmente una etapa axial simple, y depués la etapa del compresor centrífugo) y turbina se hicieron de metal forjado, en vez de con hojas de metal dobladas y soldadas. Se reorganizó su contrucción interna para reducir la superficie frontal, reposicionando las cámaras de combustión entre el compresor y la turbina. Pero el diseño original del HeS 3 demostró tener una turbina demasiado pequeña para ser funcional, y hubo que agrandarla, obligando a un nuevo reposicionamiento de las cámaras de combustión. El nuevo rediseño, llamado HeS 3b, movía las cámaras de combustión al exterior, nuevamente, modificando su forma de modo que su parte más ancha quedara alineada frente y a la altura axial del anillo exterior del compresor (o sea, al final, alrededor del compresor centrífugo otra vez). En el modelo HeS 3b, el aire comprimido era lanzado hacia las cámaras de combustión, dando una especie de vuelta hacia atrás, y desde éstas el aire caliente se dirigía para pasar luego a través de los álaves de la turbina. El HeS 3b no era tan pequeño como el HeS 3 original, pero no estaba mal, era bastante compacto. El modelo 3b funcionó por primera vez en julio de 1939 (aunque algunos dicen que ya lo hizo en mayo), y fue probado bajo un prototipo Heinkel He 118. La unidad inicial, pronto se chamuscó, pero la segunda unidad ya estaba completada, y dispuesta para ser instalada en un aparatito Heinkel He 178, hecho a propósito, en el cual realizó el primer vuelo a propulsión a chorro, el 27 de Agosto de 1939.

Esta es una vista esquemática de corte del HeS 3b:


Y esta es una foto del motor (reconstrucción post-bélica, cortada) visto desde su parte posterior, lo que se ve en primer lugar es la turbina centrífuga (o centrípeta, cabría decir..)


Y aquí una vista artística del motor.


Saludos

[Flogger]

Como te había dicho antes, valiosísima explicación la tuya, Quinto.

Una pregunta:
por qué en los primeros tiempos los diseñadores se empeñaban
en que la salida del motor (exhaustor??) fuera tan corto?
He escuchado que para no perder empuje.
Puede entenderlo con lo que nos has relatado hasta ahora?

Como ejemplo el De Havilland Vampire


Aquí un ejemplar mexicano. Utilizaba un motor DH Goblin de flujo centrífugo.

o el Yak-17


propulsado por un RD-10, copia del Jumo 004 de flujo axial.


Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola:

Una pregunta:
por qué en los primeros tiempos los diseñadores se empeñaban
en que la salida del motor (exhaustor??) fuera tan corto?
He escuchado que para no perder empuje.
Puede entenderlo con lo que nos has relatado hasta ahora?

Saludos

Bueno, hay muchas razones, en primer lugar, en los primeros diseños, dado su corto empuje, era normal tener previsto poner dos turborreactores, en las alas, obviamente ponerles toberas muy largas hubiera sido "desproporcionado", Además, el nivel de diseño no había llegado al estado de producir toberas muy sofisticadas en cuanto a diseño. Los alemanes, para mejorar la velocidad de salida de gases (y por tanto el empuje neto) eligieron una "bala" central cuya posición se regulaba, así era por ejemplo en el Jumo 004. Ten en cuenta otra cosa: Las toberas "largas" más típicas de los reactores de los años 50, como las que se montaban en migs, sabres, o hunters, lo eran para conducir los gases a la popa de los aparatos, desde una posición casi central que los turborreactores adoptaban en el fuselaje (casi justo detrás de la cabina del piloto), por motivos de reparto de pesos (entonces no había fly by wire).

Esta es una foto de la ""bala"" de salida de la tobera del Jumo 004, se movía de alante atrás para variar el area efectiva de la tobera de salida, y con ella la velocidad de los gases en las salida. Y por tanto, el empuje efectivo.



Y aquí la posición de la bala en la sección trasera del Jumo 004, fíjate que hay una posición dibujada con trazo continuo, y otra con trazo disconinuo, para señalar dos posiciones posibles. Fíjate también el el "variable area bullet drive", y compara con la foto de arriba.



Ya veremos todo esto, cuando tratemos del Jumo 004, aún queda....

Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola.

Había cosas que no terminaban de convencerme en lo que estaba contando sobre los turboreactores alemanes de la SGM, debido a la falta de entidad de las fuentes interneteras empleadas, ya saben ustedes: De internet, la mitad de la mitad.... De modo, que decidi parar el asunto, hasta disponer de una fuente fiable, y "tangible":

TURBOJET
History and Development 1930-1960
Volume 1
Great Britain and Germany
Antony L. Kay
The Crowood press

El título es por sí explicito, decir que aunque no me lo he leído del todo, no cabe duda de que para el que quiera saber de esto es una referencia fija. De este modo, de las cosas que ya había contado, algo podré ir matizando, y corrigiendo, antes de seguir adelante, por los proyectos de la Heinkel, Junkers, BMW, Daimler Benz....

Para ir abriendo boca, os pongo alguna foto


Taller (vemos, "alta tecnología...") en el que fue construido el primer turboreactor de Von Ohain. Según éste: "Fue contruido por Max Hahn en el garaje de automoviles Bartels and Becker, Göttingen, 1935, diseñado y financiado por mí mismo. Coste total algo inferior a los 1000 marcos"


Max Hahn posa orgulloso con su cacharro...


En el interior del turborreactor, conjunto rotatorio del compresor y turbina

Todas estas fotos, son tomadas del libro anteriormente mencionado, mediante una foto, quedando algo deformadas y fuera de proporción, pero tal cosa no importa, puesto que no se trata de "robar" las fotos, sino de ofrecer una visión de esta máquina tan curiosa.

Saludos

[Panzerfaust]

Excelente trabajo Quinto, no me quiero imaginar el tiempo que te esta consumiendo estos post

Por cierto con respecto al Jumo 205 lei en el libro Ju-86 de Schiffer que estos motores eran lentos para accelerat y sufrian con recuencia problemas debido a la fragilidad del cigüeñal.

[Quinto_Sertorio]

Bueno, Panzerfaust, ten en cuenta que los 205 y demás parentela, eran motores diesel, diseñados con los hidroaviones de largo alcance de la Lufthansa en mente. Y se comportaban como diesel que eran, con sus ventajas y sus inconvenientes (y eso sí, un diseño de doble pistón, y doble cigüeñal muy diferente al de la mayoría de motores). Eran motores aptos para largos recorridos con un consumo moderado, a potencia de crucero, no para pegarles grandes acelerones ni variaciones en el régimen de giro.

Cuando se adaptaron para usos militares, se pudo aprovechar la inherente cualidad de empleo a gran altura de estos diesel (menos dependencia de la concentración de oxígeno), en los Ju-86 P y R; por ejemplo. Pero seguía siendo un motor "civil" no diseñado para "potencias de combate". Y de fallar, fallaría probablemente en lo que suelen fallar todos los motores: En el cigüeñal, o alguna de sus partes.

Saludos

[Quinto_Sertorio]

Como había comentado, el libro que he adquirido, proporciona una visión bastante más detallada del proceso de desarrollo de turborreactores en Alemania o Inglaterra. Incluyendo algunos detalles clave en esta historia, que habitualmente se pasan por alto.

Cuando von Ohain pasó su “examen” ante Ernst Heinkel y sus colaboradores. Este decidió contratar a Ohain y a Hahn para formar un pequeño equipo de investigación; pero lo colocó bajo la supervisión de un ingeniero experimentado y competente, el Dipl. Ing Wilhelm Gündermann, que había trabajado con construcción de aviones en la Technisches Hochschule de Berlín, y en construcción de turbomaquinarias.

Este pequeño equipo, recibió el pomposo nombre de Sonderentwicklung II. Y su primer trabajo fue seguir haciendo pruebas sobre el motor de garaje, para averiguar por qué no funcionaba de modo sostenible y aprender cosas en el proceso. Ponían a revolucionar el motor, a 10.000 rpm, y entonces tomaban medidas de presión, y encendían usando un poco de combustible, notaron por ejemplo, que el flujo del compresor era demasiado turbulento en las cámaras de combustión, y que había incluso algo de flujo reverso, que hacía que la relación de compresión no fuera ni siquiera de 2:1. Paralelamente, Ohain realizó una búsqueda de patentes relativas a turborreactores, y por ejemplo se descubrió una de Franz Whittle de 1930 relativa a turbinas axiales; fuera cual fuera su influencia (Ohain consiguió sus propias patentes, puesto que sus ideas eran sensiblemente diferentes), era evidente que no estaban solos en el mundo. Y eso aceleró el interés de Heinkel por tener una máquina que pudiera volar lo más rápido posible. Mientras que von Ohain también quería ir rápido, para volver a la vida académica como físico teórico en el departamento del profesor Pohl.

En junio de 1936, se decidió aparcar el motor de garaje, y probar ya con un nuevo diseño experimental, denominado Project 2 o HeS 2; con el ánimo de resolver el problema de la combustión. El diseño fue llevado a cabo por Gündermann, usando nuevamente hoja de metal, pero con una elaboración más sofisticada, gracias a los medios más adecuados puestos por la empresa. Entre sus características, estaba que había más separación entre el plano del compresor, y el de la turbina, para poder poner las cámaras de combustión. Compresor y turbina estaban unidas a un eje común. La cámara de combustión era anular, y usaba hidrógeno, funcionando en la primavera del 37. Sin embargo, el hidrógeno (muy energético en su combustión) quemaba la hoja de metal, de modo que hubo que rediseñar los inyectores para operar con gasolina (petrol). Como ya comenté, Hahn encontró la solución, inspirándose en su antorcha de soldadura autógena. El primer funcionamiento del HeS 2 funcionando en gasolina fue hecha en Septiembre del 37, aunque los inyectores improvisados se bloqueaban rápidamente. Pero lo importante, es que el motor, ahora funcionaba de modo autónomo, probando que el concepto, no sólo era físicamente correcto, sino mecánicamente factible.

Algunos datos básicos fueron:
Empuje: 136 kp (300 lb) a 10.000 rpm
Longitud 1’39m
Diámetro 0’97m



Croquis de Wilhelm Gündermann para el HeS 2, notar que la proporción de esta fotografía tomada de la ilustración del libro, está “algo” deformada

Saludos

[Quinto_Sertorio]

Tras el éxito del HeS 2, llegó el momento de realizar un diseño destinado a volar, el desarrollo partió de unas especificaciones notablemente optimistas de 800kp; y se llevó a cabo con total secreto, para producir un motor que volara, aún sin considerar su producción en serie. Y en este proceso adquirir los conocimientos necesarios para adelantar tecnológicamente a los competidores que aparecieran, además de conseguir las instalaciones necesarias para estos nuevos desarrollos.

Uno de los problemas en esta etapa, fue precisamente la falta de instalaciones adecuadas para las pruebas, de modo, que el primer HeS 3A, además de pruebas estáticas, fue examinado en vuelo bajo un Heinkel He 118 (D-OVIE) con el tren de aterrizaje modificado para poder colgar el turborreactor. Los vuelos eran realizados de noche, el piloto fue Erich Warsitz, y el HeS 3A era controlado por un ingeniero, y encendido tras el despegue. Aún debía encenderse con hidrógeno, para pasar luego a gasolina.

El intento por reducir el diámetro del motor, resulto en un compresor demasiado pequeño y combustión pobre, de modo que el empuje resultaba escaso, y la turbina se quemó en pruebas.

Paralelamente, se estaba construyendo el Heinkel He 178, y se cambió la denominación del motor a HeS 3B. Lo más interesante del mismo, fue la aplicación de una idea de Max Hahn, en relación con los problemas de combustión. Propuso, resituar las cámaras de combustión, en la parte frontal del compresor para crear una ruta más larga y controlada para gases y combustible, y para desviar parte de los gases comprimidos fuera de la zona de combustión; esta idea resultó en una patente de 1937. Y permitió realizar una serie de pruebas exitosas, llevadas a cabo con secreto y nocturnidad usando un túnel de viento de madera…


Primer esquema, realizado por Gündermann sobre ideas de Hahn, para el HeS 3B, vean cómo las cámaras de combustión se han desplazado delante del compresor. Esta imagen está notablemente “aplanada” debido al modo que he tenido de prepararla.

Durante 1938, los trabajos empezaron a ir tan bien, que Ernst Heinkel decidió llamar a altos oficiales del RLM a ver el trabajo. Entre ellos, Helmut Schelp, que se mostró entusiasmado ante lo que se les enseñaba. Sin embargo, dado que Heinkel quería seguir manteniendo su intendencia del RLM, rechazó la “ayuda” de estos en cuanto a dinero y personal… y posiblemente, se la guardaron.

Para el verano del 39, estaba claro que el tema funcionaba. El motor tenía un compresor centrífugo, hecho de duraluminio-W, resistente al calor, de 16 vanos; precedido por un “inductor” o ventilador previo, axial, de 8 palas. El aire comprimido era impulsado hacia delante y después su sentido revertido con ayuda de de guías curvadas. El aire, entonces, seguía dos caminos: La ruta interior que llevaba a la cámara de combustión anular, y la ruta exterior que refrigeraba la carcasa de la cámara de combustión. Una tercera ruta de aire no era revertida, sino que se dirigía hacia la parte interior de la cámara de combustión, para refrigerarla.

El combustible era vaporizado en la cámara de combustión, tras un recorrido algo retorcido, siendo usado el combustible para refrigerar piezas móviles del conjunto (ver figura posterior); la cámara en sí estaba realizada en acero con 38% de níquel para resistir el calor. La turbina, era de tipo radial con catorce hojas (y vanos), estaba lubricada y realizada en acero resistente krupp P.193, que también se usaba en piezas alrededor de la turbina. Había un indicador de velocidad de rotación en el compresor, y uno de temperatura tras la turbina.


Corte del Heinkel HeS 3B
1- Actuador de arranque.
2- Inductor axial.
3- Inyector de combustible
4- Parrilla de la cámara (para dejar pasar el aire a ésta).
5- Compresor centrífugo
6- Turbina radial-de flujo centrípeto.
7- Entrada de combustible.
8- Surco espiral para refrigerar la zona de rodamientos con el combustible.
9- Rodamiento de bolas posterior del eje turbina-compresor.
10- Rodamiento de bolas anterior del eje turbina-compresor.


Saludos

[Quinto_Sertorio]

Mientras se ultimaba el diseño del motor, seguía adelante la construcción del aparato destinado a usarlo, el Heinkel he 178; en el Sonderent-wicklung I, por un equipo dirigido por Hans Regner.

Era un avión pequeño de ala alta construida en madera, y la cabina del piloto en la extrema proa. El fuselaje, era de construcción monocoque en duraluminio, y tenía un pequeño depósito de combustible tras el piloto; seguido por la ubicación del motor, justo detrás del larguero principal del ala, unido al fuselaje mediante cuatro pernos que lo sujetaban a los largueros del fuselaje. La entrada de aire se decidió que fuera situada directamente en la nariz, con conductos que se curvaban bajo el piloto y del depósito, hasta el motor.

El tren de aterrizaje era de dos puntos, retráctil en las ruedas principales. Se consideró la instalación de una tobera variable, y de una rueda de cola retráctil, pero por premuras de tiempo, se prescindió de estas dos exquisiteces. Y por si acaso, un segundo prototipo, el V2 con un ala de superficie ligeramente mayor, se empezó a preparar, por si “las flys”.


Este es el He 178, al parecer


Y esta, un corte esquemático del avión, mostrando la disposición interna

El 28 de agosto de 1938, una maqueta del aparato fue inspeccionada por el propio Ernst Heinkel y los técnicos del programa para afinar el diseño. Por ejemplo se rechazó usar una bomba hidráulica para mover los flaps y tren de aterrizaje, puesto que no se quería y sería complicado usar potencia del motor, y en su lugar se instaló una botella de aire comprimido para actuar sobre estos elementos.

En mayo del año siguiente, el He 178 V1 estaba listo, y el HeS 3B le siguió rápidamente. El empuje estático del motor se midió en 450 kp, pero tras su instalación (por supuesto, por restricciones en el flujo de aire) se redujo aproximadamente un 15%. Las mejoras obtenidas en el HeS 3B, venían de ajustes en el diseño de las guías de aire curvadas previas a la cámara de combustión, y en la entrada de aire en la turbina.

El peso del HeS 3B era de 360kg el diámetro era de 0’93 metros y la longitud de 1’31 m. A 13.000 rpm la relación de compresión era de 2’8:1, y el flujo de aire de 22’5 kg/s.


Otro corte del HeS 3B:

1- Inductor axial.
2- Conductos de aire entre compresor y cámara de combustión.
3- Rejilla de inyección combustible.
4- Cámara de combustión.
5- Guías o toberas de entrada en la turbina.
6- Turbina de flujo centrípeto.

Comparar este gráfico con otro que ya puse del mismo motor, visto por su parte trasera.

Antes del primer vuelo, se envió al E-Stelle (Erprobungsstelle) situado en Marienehe-Rechlin en junio de 1939 para ser exhibido ante Hitler, el Gordo, y otros jerifaltes. Previamente, el piloto de pruebas Erich Warsitz había hecho una demostración en el Heinkel He 176, un avión propulsado por cohete. Entonces se mostró a la autoridades, el He 178, mientras se arrancaba el motor, y von Ohain explicaba sus particularidades a éstas. Alguna de las cuales, estaba visiblemente molesta por haber tenido que levantarse antes de las 11:00 AM.

Hay que decir, que el HeS 3B estaba lejos de alcanzar un estándar de fiabilidad adecuada, el riesgo de fallo, con todo el “equipo” delante, era muy alto, pero como von Ohain explicó en carta al profesor Pohl, cuando buscaron interesar a alguien en el tema: Ernst Heinkel tenía fama de que le faltaba “una pieza” en su cabeza, e insistió en volar el He 178, cuanto antes.

De modo que Warsitz comenzó a partir de entonces, con las pruebas de circulación en tierra, culminando en un pequeño salto sobre la pista,en Marienehe, el 24 de agosto del 1939. Todo estaba listo, para intentarlo en serio. Temprano, la mañana del 27 de agosto de 1939, Warsitz despegó con éxito el He 178. No pudo retraer el tren de aterrizaje (posiblemente el mecanismo no había sido instalado), y por ello el He 178 voló probablemente a unos 300km/h, en vez de los 600km/h que se ha dicho. La velocidad era baja, el combustible y la prudencia aconsejaban no volar más de 6 minutillos. Apenas dos circuitos sobre el aeródromo. Y el aterrizaje fue acelerado por una bomba de combustible del motor averiada, lo que obligó a Warstiz (un fino piloto de pruebas) a resbalar de ala para perder altura rápidamente, y posarse cuanto antes.

Sea como fuere, el primer vuelo realizado por un avión propulsado por turborreactor, había sido realizado con éxito.

Y eso merecía un premio:


Ernst Heinkel y Von Ohain, celebrando el triunfo

El Heinkel He 178 fue más tarde llevado al Deutsches Technikmuseum de Berlín, pero lamentablemente fue destruído en un bombardeo, pocos años más tarde...

Interesante página, de la que he sacado varias fotos:
http://www.scientistsandfriends.com/jets1.html

[Satur]

O le faltaba una pieza o tenía una enorme confianza. Después de seguir tantos modelos de motor, asistir a este primer vuelo es todo un regalo

Lo que me reí con lo del Gordo.

[Quinto_Sertorio]

O le faltaba una pieza o tenía una enorme confianza. Después de seguir tantos modelos de motor, asistir a este primer vuelo es todo un regalo

Lo que me reí con lo del Gordo.

A veces, la personalidad de ciertas personas (valga la rebuznancia ) tiene una enorme influencia en los acontecimientos, los condicionan en vez de ser arrastrados por éstos. Ya sea para bien o para mal.

En su momento, cuando el Profesor Pohl le estaba buscando "trabajo" a Von Ohain y a Max Hahn en una empresa establecida, la elección pudo haber recaído en Messereschmitt, con la que Pohl tenía buenas relaciones, sin embargo, lo que decidieron, fue ir a Heinkel, por una contundente razón esgrimida por el propio Von Ohain:

"Bueno, ya sabe, como yo estudié en Rostock, me resulta más familiar la compañía Heinkel. Ernst Heinkel es el dueño de la empresa, y tiene la reputacíon de estar un poco loco. Como dicen que yo también estoy uno poco chalado, ¡quizá hagamos un buen equipo!"

Hay que decir, que Ernst Heinkel, como Hugo Junkers; desarrollaron una, cierta antípatía, recíproca; con las autoridades alemanas del momento. Y lo digo, porque esa mala relación no dejó de tener su influencia en los acontecimientos que siguieron...

Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola:

Tras el éxito del HeS 3B, Heinkel pidió una versión más potente, para continuar el esfuerzo de desarrollo. Esta versión se denominó inicialmente HeS 6.

Heinkel quería ya implicar directamente al RLM, e invitó a su cabeza visible, Erhard Milch, junto a Ernst Udet, Wilhelm Lucht y otros, a ver uno de los vuelos del He 178. Esta demostración, tuvo lugar el 1 de noviembre de 1939 (fíjense en la fecha, porque ya estamos en guerra). Tras reparar un problema con la bomba de combustible, Warsitz realizó una buena exhibición del aparato, ante tan altas autoridades, uno de los aproximadamente 15 vuelos que hizo este aparato antes de pasar al museo. Sin embargo, estas autorides, para sorpresa y decepción de Heinkel, no mostraron demasiado interés, aparentemente...

En realidad, de ahí empezó el empeño del RLM por interesar a la industria de motores de aviación alemana en el proyecto, a mayor escala. De esto, hablaremos en el cercano futuro.

El HeS 6, por otra parte, evolución y modificación del HeS 3B; llegó al empuje de 550 kp a 13.300 rpm y un peso de 420kg. El consumo respecto a su antecesor fue muy mejorado, así como la fiabilidad. El HeS 6 fue probado bajo un He 111 antes de terminar el año. Pero ahí se pararon los trabajos, porque éstos se dirigieron hacia un modelo nuevo de producción, el HeS 8, que debía propulsar el He 280.

El HeS 6, fue el primer turborreactor en recibir una denominación oficial del RLM, la 109-001 (109 es el prefijo asignado a turborreactores, en general, y el HeS 6 en particular era el 001).

Esta es al parecer, una gráfica correspondiente al HeS 6 (109-001)



Saludos

[Quinto_Sertorio]

Hola, este mensaje, lo puse hace una eternidad en este mismo hilo:

Algunas notas acerca del BMW 802

Este motor, era básicamente una versión de 18 cilindros (dos estrellas de 9) del 801; versión en el sentido de que su diseño general era semejante al de su hermano pequeño.

Una vez puesto éste en producción, se pudo iniciar este diseño con objeto de disponer de mayor potencia, y al mismo tiempo, resolver desde el principio el principal problema del BMW 801: El compresor de etapa simple y dos velocidades, que resultaba insuficiente a más de 6000metros.

Para ello, se incluyó un compresor de tres velocidades, de modo que éstas estuvieran mejor distribuídas, la velocidad inferior retiraba menos energía del motor, y la alta era útil a mayores alturas.

Así, el BMW 802 disponía de 2600 PS al despegue, y de 1600 PS a 12000metros.

Una versión desarrollada de este motor, denominada P.8011, reemplazaba el supercargador con dos turbinas que recogían directamente la potencia de los escapes, para acoplarlas a la transmisión de una doble hélice contrarotatoria (un poco al estilo del Wright Cyclone turbo-compound). Esta versión daba (en las previsiones), una bestialidad de 2800 2900 PS al despegue (mucho más de lo que debían haber proporcionado los motores del plan Bomber B).

Especificaciones (BMW 802)
Características generales
Tipo: Radial de 18 cilindros en doble estrella
Diametro del cilindro: 156 mm (6.14 in)
Carrera del cilindro: 156 mm (6.14 in)
Desplazamiento: 53.7 L (3,280 in³)
Components
Válvulas: Una de entrada y otra de salida refrigerada por sodio.
Supercargador: Mecánico, etapa simple tres velocidades.
Inyección directa de combustible.
Refrigerado por aire con ayuda de ventilador.

Potencia:
1,912 kW (2,563 hp) al despegue
1,176 kW (1,575 hp) a 12,000 m (39,000 ft)
Potencia específica: 35.6 kW/L (0.78 hp/in³)
Relación de compresión: 6.5:1


Algunas fotos:





Este motor no llegó a equipar ningún aparato, no había suficiente capacidad para seguir desarrollando el vital 801, poner en producción el 802 y diseñar un aparato para montarlo (no se podía fijar al fw 190 por ser demasiado grande y pesado), y los recursos se encontraron mejor para trabajar en el 003, el turboreactor de la BMW.

Es una lástima porque me imagino los Ju 188, o un caza con este motor...

Saludos

Hola.

Después de mucho tiempo preguntándome el por qué de la extraña pinta de este motor, el BMW 802, si lo comparamos tanto con el 801, como con los motores británicos o norteamericanos de su misma época (por cilindrada, el BMW 802 sería comparable con el Bristol Centaurus y con el Wright Cyclone 18 R-3350)....

Hoy, casualmente, he descubierto el por qué, y se me ha encendido la bombillita que me ha permitido entender las líneas fundamentales de este diseño...

Lamentablemente, sigo sin disponer de información detallada sobre este motor, ni gráficos ni nada semejante; que es lo que me gustaría. Pero sí tengo una explicación a lo que se ve en las fotos...

En éstas, se aprecia un bloque de cilindros, y en un extremo, un ventilador que parece montado sobre una extensión que aleja ese ventilador de los cilindros, y eso parecería extraño. ¿Por qué esa separación?...

Pues por la sencilla razón, de que este motor, no tenía el compresor de aire en su parte posterior, como todos los demás motores, en particular radiales, de la época (vean ustedes, los hilos sobre motores alemanes, británicos y norteamericanos que estoy pastoreando desde hace tiempo) SINO EN LA PARTE ANTERIOR!!!! Es decir, por delante de los cilindros.

De ese modo, el compresor, proporcionaba a través del sistema de inducción, el aire comprimido a los cilindros, desde la parte anterior del motor. Cada cilindro, tenía dos válvulas: Admisión y escape. Pero estas dos válvulas, en lugar de estar lado a lado respecto al eje longidudinal del motor, como en el resto de los radiales de la época; estaban una delante de la culata del cilindro (la de admisión) y otra detrás (la de escape).

De modo que, con el compresor delante, recibiendo el flujo de aire atmosférico directamente del frontal del motor (mayor rendimiento), y proporcionando aire comprimido de modo más directo a los cilindros (más rendimiento). Y con los gases de escape, saliendo de la parte trasera de las culatas de los cilindros donde estaban las válvulas de escape (mejor limpieza de gases del motor). Teníamos en conjunto un sistema de flujo de gases, mucho más racional que en los demás motores.

Por supuesto, al montar el compresor en la parte delantera, había que alargar el eje de acconamiento de la hélice, y situar el ventilador más adelante, lo que alargaba el motor; y tenía ciertas complicaciones técnicas.

Pero en conjunto, estas innovaciones de diseño, hacían que este motor radial, refrigerado por aire, fuera distinto a todos los demás. Y que diera una potencia de 2600 PS cuando el mediocre R-3350, sólo ofrecía 2200 HP. Para mi gusto, tras darme cuenta de este esquema técnico que os estoy contando, este motor pasa a ser el mejor de la SGM, al menos en su categoría. Aunque por desgracia, por supuesto; nunca llegó a la fase de producción, y menos a la de combate.

Lástima.



Saludos

[Satur]

Comparado con el sistema que explicaste de los motores del B-17 desde luego parece mucho más simple (y en ingeniería la simplicidad es un valor enorme). Es una pena que resultase en una máquina tan alargada.

[Quinto_Sertorio]

Comparado con el sistema que explicaste de los motores del B-17 desde luego parece mucho más simple (y en ingeniería la simplicidad es un valor enorme). Es una pena que resultase en una máquina tan alargada.

Bueno, Satur, deja que matice: Ten en cuenta, que lo que es complicado en los B-17, es todo el conjunto de turbo sobrealimentación de los motores, pero los motores en sí, los Wright R-1830, son muy sencillitos, una sóla estrella, nueve cilindros, un compresor, reductora, dos válvulas, y nada más que decir...

En cambio, el BMW 802, como motor, es muchísimo más complejo, no sólo por ser un 18 cilindros en dos estrellas; la disposición del sistema de inducción, el acoplamiento de la reductora, con el accionamiento del ventilador y del compresor de aire, el accionamiento de las válvulas... es enormente avanzado, y arriesgado. Daría algo por tener un esquema interno de este motor...

Por cierto, que la propia situación del compresor en la parte delantera, aunque más eficiente para el propio compresor, prácticamente inhabilita al motor, para poder asociarse alguna vez con un sistema de turboalimentación (como sí lo pudo emplear alguna variante del 801). Y es que no se podría llevar el aire del turbo, al compresor mecánico situado en la parte delantera del motor. Aunque posiblemente sí se le podría asociar a un sistema GM-1 de óxido nitroso, tan empleado por los alemanes... En fin, saludos, y hasta mañana.

[Satur]

Muchas gracias, Quinto. Ya sólo te faltaba tener que empezar con comparativas cruzadas entre tantos motores que estás mostrando Es que uno se entusiasma y ya empieza a creer que sabe algo, menos mal que estás a mano para contener a los que nos emocionamos

[Quinto_Sertorio]

Pues no hay nada malo en emocionarse, sino todo lo contrario, cuanta más discusión, e incluso comparaciones, más se aclaran las cosas, y más nos divertimos; de modo que no te cortes un pelo.... Duro y a la yugular....

Saludos

[Quinto_Sertorio]

El programa oficial:

En Alemania, quizá al contrario de lo que podría suponerse de los mensajes anteriores, existía un interés más generalizado sobre nuevas aplicaciones de motores de aviación. Ya en 1931, el Verkehrsministerium (luego reemplazado a partir del 33 por el RLM) había firmado un contrato relacionado con pulsorreactores, con un tal Paul Schmidt. Al establecerse el RLM, bajo el control de Hermann Göering, se creó la oficina técnica, o Technisches Amt, desde 1935. Esta institución, respaldó los trabajos de Schmidt, y desde el 37, el trabajo en cohetes y ramjets de Helmut Walter. En 1936, Ernst Udet se hizo cargo del Technisches Amt como ingeniero jefe, aunque Udet, no era ingeniero, sino piloto (tal vez, estas incongruencias, fueron las que costaron caras a Alemania, en aquella época).

En Agosto del 37, un muchacho llamado Helmut Schelp llegó a trabajar a la sección de investigación (LC1) del Technisches Amt (TA a partir de ahora), desde donde supervisaría el trabajo de Schmitdt y Walter. Schelp, tenía tras de sí unos estudios básicos en Dresden, más un “master” en ingeniería en EEUU, y luego un curso avanzado por la Deutsche Versuchsanstalt für Luftfart (DVL) sobre aspectos aeronáuticos, incluyendo adiestramiento como piloto, y especialización en aeromotores. Obtuvo el grado de Ingeniero Diplomado, y el rango oficial de Flugbaumeister. Tengamos en cuenta, que el DVL, era una institución dedicada a la preparación de elites, para “conducir” la actividad alemana en estos campos.

Uno de sus primeras ocupaciones prácticas aún en la DVL, fue averiguar cómo se podría doblar la velocidad de los aeroplanos de la época. Schelp, rápidamente llegó a la conclusión, de que con la tecnología de entonces, ello no era posible, por cuestiones relativas al rendimiento térmico y aerodinámico de los motores, y las hélices. Calculando que el límite máximo sería Mach 0’82 ó 1000 km/h a nivel del mar (y muy optimista, de todos modos); tras ello, realizó un estudio teórico de las alternativas.

En 1938, Schelp fue transferido al departamento de desarrollo de motores LC8, de la T.A. a petición de Hans A. Mauch, que había pasado a mandar el departamento, pero no tenía conocimientos sobre propulsión jet. Ambos, trataron de interesar a los fabricantes de motores en estas nuevas posibilidades, pero si éxito, dado que éstos, ya tenían suficientes problemas, no querían más. Hasta que llegaron noticias sobre los trabajos de Von Ohain y compañía. De hecho, ni la LC1 ni la LC8 tuvieron ninguna información al respecto de éstos. Hasta que llegaron las invitaciones para presenciar exhibiciones, como comentamos en su momento.

Tras el vuelo del He 178, el RLM y sus estructuras subordinadas, tuvieron ya una herramienta para poner en marcha los trabajos, en varias compañías a las que se pudo interesar, pudiendo mostrarles el ejemplo de Heinkel. Por su parte, la oficina técnica LC7 (fuselajes) trató de interesar a los fabricantes de aviones, en crear unos destinados a ser propulsados por estos motores.


A causa de la naturaleza de estos motores, tanto Mauch como Schelp pensaban que de su desarrollo deberían encargarse empresas de aeromotores, que fueron visitadas por esta pareja: BMW, Bramo, Daimler Benz, Jumo… Además Schelp insistió fuertemente en el empleo de compresores axiales, por ofrecer más claramente un buen futuro, y en el presente, una sección frontal menor, importante dado que se esperaba que fuera necesario montar dos motores por avión, debajo de las alas, por motivos de espacio/eficiencia. Se esperaba, que las dificultades de diseño de los compresores axiales fueran solventadas en plazo razonable gracias al trabajo de los caballeros del Aerodynamische Versuchanstalt (AVA, instituto de investigación aerodinámica) de Göttingen. Mientras que las carencias esperables de materiales como el cromo, níquel, etc, se solventarían con el empleo adecuado de la refrigeración por aire de los motores (estamos hablando ya, de cosas que pasaban ya en plena guerra). También se favorecía en esta etapa, la cámara de combustión anular.

Entonces, llegaron algunos problemas relativos a personalismos que hicieron que Mauch, abandonara el T.A., por causa de desavenencias con el jefe del LC8, que se oponía a lanzarse a tumba abierta en el desarrollo de los turborreactores; y a pesar del respaldo de Udet, jefe del T.A. Mauch fue reemplazado por Ernst Beck, dado que Schelp era demasiado joven.

Las primeras compañías que recibieron respaldo oficial, fueron Heinkel Bmw y junkers, los motores “oficialmente reconocidos” fueron el Heinkel 109-001 (HeS 8), el BMW 109-002 y 109-003, y el junkers 109-004.

Schelp, planificó el desarrollo de estos motores, en un programa a 16 años, (no los tuvo, como sabemos), en sucesivas etapas, o clases de motores; de progresión:

Clase I: Empuje de hasta 1000 kp. Una etapa de turbina. Compresión 3’5:1.
Clase II: Empuje entre 1.300 y 1.700 kp. Dos etapas de turbina. Compresión 5:1.
Clase III: Empuje entre 2.500 y 3.000 kp. Dos etapas de turbina. Compresión 6:1.
Clase IV: Empuje entre 3.500 y 4.000 kp. Tres etapas de turbina. Compresión 7:1

Mañana sigo….