martes, 25 de agosto de 2015

DLVI - GRANDES DISEÑADORES: Hans-Joachim Pabst von Ohain, Herbert Wagner, Ernst Heinkel y sus equipos (Parte 4 de 4)


"Heinkel-Hirth, HeS-11-V1"
                         
-Resumiendo, el turboreactor más operativo (aun siendo considerados por el gobierno alemán como de Clase II) fué el 109-011 (HeS-011), del que hubo bastantes variantes como la V1 y V5, la V6, V25 y la AO como las más conocidas.

-De la versión AO se derivaría la HeS-021 (y DB-021).

"HeS-021
                                                         
-Las toberas podían ser ajustables de acuerdo con la operación.

-Como en sus congéneres Jumo y BMW, la puesta en marcha se llevaba a cabo con el rápido motor de pistón Riedel (ver), de 2T y arranque por tirador a mano.

-Los motores Riedel de arranque eran fabricados por Norbert Riedel HG de Murssendorf.

-Es interesante constatar que los inyectores utilizados por los HeS-011 ya eran del tipo Duplex con boquilla doble concéntrica para generar una “tulipa” para bajo régimen de giro y otra mayor para marchas superiores. Igual que hoy dia.

"-053"
                                                                 
-En 1953, el profesor Heinkel, por encargo del gobierno egipcio desarrolló el HeS-53, de 9000 Kgs. de empuje, tobera variable y de aspecto muy semejante a los Atar y Avon.





Turbohélice sobre base Heinkel HeS-021"

-El HeS-021 tuvo un proyecto de aplicación muy interesante. Ir instalado en el avión de caza de despegue y aterrizaje vertical Heinkel Wespa.

"Heinkel - Wespa del año 1944" (PeT)
                   
-La forma peculiar del avión venia forzada por la del motor, el HeS-021 era un turbohélice cuya hélice iba entubada en un circulo poligonado de perfiles aerodinamicos.

-El escape residual, como en los primeros turbohélices, entregaba un empuje nada despreciable, por lo que iba directamente dirigido hacia atrás para sumar con la tracción de la hélice de seis palas.

"Diseño del Wespa y disposición del motor"
       
-La ingestión de aire para el motor se hacia por la parte frontal, justo debajo de la cabina del piloto.


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DLV - GRANDES DISEÑADORES: Hans-Joachim Pabst von Ohain, Herbert Wagner, Ernst Heinkel y sus equipos (Parte 3 de 4)



"Esquema y foto del -011"
                   
-Tenía un compresor mixto compuesto por una fase axial de 3 escalones y una diagonal. La cámara era anual con 16 quemadores y turbina axial de dos etapas.


"HeS-011a"
                   
-Haciendo punto y aparte del HeS-011 fué el motor que en 1951 el Instituto Nacional de Industria  (INI) español firmó un contrato para contruirlo en nuestro pais por la CETME y el INTA.

-En éstos momentos el 011 ya entregaba 2500 Kgs. de empuje. Fué conocido como INI-11 y presentado como el primer turboreactor español. Hubo personal alemán junto con el del pais hasta el año 1956 en que se aparcó el programa. Se llegaron a construir tres ejemplares de prueba. Uno se está restaurando en el Museo del Aire de Cuatro Vientos.

-En Heinkel-Hirth también había un proyecto basado en el -011 para transformarlo en turbohélice, se conoció como el HeS-021,  pero no llegó a terminarse.



"Heinkel HeS-021"
                                       
-El HeS-021 fué retomado por Daimler-Benz después de la guerra y continuó el programa (ver Daimler-Benz).

"HeS-30"
-Otro motor interesante era el HeS-30 que fué abandonado apenas los comienzos de su desarrollo, oficialmente fué el 109-006.

-Sin embargo era un proyecto prometedor, de simplicidad aparente y muy semejante en la arquitectura de ciertos motores americanos posteriores como el J-35 y J-47. Incluso a algún motor inglés como los RR Avon, por ejemplo.

"HeS-30"
                                                      
-Del HeS-40 apenas existe información. Sólo se sabe que en lugar de trabajar bajo el principio de la presión casi constante lo hacia bajo el ciclo de volumen constante, principio del pulsoreactor.

-Esto era difícil de llevar a cabo en una turbina de flujo constante. Se basaba en la mayoria de las partes del HeS-30. 

-Sólo las cámaras de combustión diferían: eran separadas, con salida libre y una válvula de entrada, automática tipo “poppet”.

                                           
"Cámara del HeS-40"
   
-En la figura vemos la válvula tipo “seta”. No se conoce de cierto si hubo algún motor experimental.

-A continuación dos proyectos en Heinkel del Dr. Mueller y su grupo que iban dirigidos hacia lo que hoy conocemos como “Ducted Fan” o “Ventilador inducido”, en los siguientes proyectos HeS-50 y HeS-60.

"HeS-50"
                                              
-Eran simplemente “motoreactores”, o sea, motores a pistón moviendo una hélice multiple de 3 etapas (fan).

-Sistema que recuerda en parte al utilizado por Caproni-Campini en sus CC.1 y CC.2, pero sin postquemador, los gases de escape aumentaban el volumen del aire del flujo circundante.

-El motor que se iba a utilizar era uno en proyecto por la FKFS (ver), de 16 cilindros en “X” y Diesel de 2T.

"HeS-60"
                                                          
-El HeS-60 se diseñó en reemplazo del HeS-50. Poseía una turbina trasera para recuperar energía de los gases calentados por los escapes.  (Ver Blog nº  DXLVII).

-Más potente que el anterior y de menor consumo equivalente. El motor Diesel era de 2T y 32 cilindros en 8 hileras de cuatro cilindros en forma de H cruzada comportando 4 cigüeñales engranados a un eje central con 525 Kgs. de empuje.


-Sigue en la Parte 4


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DLIV - GRANDES DISEÑADORES: Hans-Joachim Pabst von Ohain, Herbert Wagner, Ernst Heinkel y sus equipos (Parte 2 de 4)

-Hans-Joachim Pabst von Ohain y por el entonces su colaborador, el profesor Dr. Herbert Wagner estuvo con el en el desarrollo inicial de los motores a reacción.
"Herbert Wagner"
-Con la nueva versión HeS-6 el avión voló con 450 Kgs. de empuje. Después de éste motor apareció el HeS-8 con la designación ya de 109-001.

"Heinkel HeS-8"
-Para eliminar las pérdidas de la admisión y de la tobera se diseñó un  nuevo avión bimotor, con los motores debajo de las alas.

-El nuevo motor era de menor diámetro al pasar el compresor centrífugo y cámaras periféricas a mixto axial-centrífugo y las cámaras más integradas entre el rodete del compresor y de la turbina.

-Estas diferencias las podemos apreciar entre el primer HeS-3b con cámaras de combustión periféricas e invertidas  en la parte delantera del motor y las del HeS-8a con la disposición mencionada.



"Diferencias entre el HeS-3b y el HeS-8a"

-Las pruebas en vuelo del HeS-8a se llevaron a cabo debajo de la panza de un Heinkel He-111.


"Montaje para pruebas en vuelo"
                                         
"Aspecto de un HeS-8a"
 
"Exterior e interior del HeS-8a"
               
-El HeS-8a llegó a los 480 Kgs. inicialmente y al poco alcanzó los 700 Kgs. de empuje. El diámetro frontal era de sólo 776 mm.

"HeS-8  V-16"
                                             
"Diferencias entre el HeS-8 V15 y el HeS-9"
 
-El HeS-9 debió haber sido un desarrollo del HeS-8a-V15. No prosperó.

-El HeS-10 fué un diseño de turbofan evolucionado a partir del HeS-8.

"Heinkel HeS-10"
                                           
-Fué conocido oficialmente como el 109-010. Hasta éste HeS-10 las turbinas eran centrípetas.

-El HeS-011 (también conocido como HeS-11 y 109-011) tuvo muchas variantes.  Y  ya con potencias mayores, diseñado originalmente para 1300 Kgs. de empuje.

-En éstos tiempos Herbert Wagner se pasó a la Junkers junto con el Dr. Anselm Franz y Ferdinand Brandner. Como es sabido los motores Junkers 004 tenían un compresor axial. Von Ohain persistía en los centrifugos, hasta que cambió de idea lentamente.

"Von Ohain, ya mayor"

-Lo mismo ocurría con el Dr. Oestrich del "Grupo 0" que a partir del BMW-003 hizo en Francia los Atar.  Ver texto principal de "Los Motores Aeroespaciales, A-Z".


ReF.:     (DLIV)      RMV    /   "Los Motores Aeroespaciales, A-Z"


-Sigue en la Parte 3


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lunes, 24 de agosto de 2015

DLIII - GRANDES DISEÑADORES: Hans-Joachim Pabst von Ohain, Herbert Wagner, Anselm Franz, Ernst Heinkel y sus equipos (Parte I de 4)

-Sin  quitar mérito al inglés Comm. Frank Whittle autor del primer motor inglés que rodó en 1937 en la Power Jets, los primeros en conseguir un motor operativo de éste tipo, fueron el equipo mencionado en el titulo de éste capitulo, el motor turboreactor Heinkel HeS-3A giró en 1937. El HeS-3B voló en un avión Heinkel He-178 en 1939.

HANS  JOACHIM  PABST  VON  OHAIN. Pionero germano del primer reactor que se levantó: el Heinkel  He-178, con su motor He S-3b.  Nacido en Dessau en 1911 hacia 1930 ya tenía desarrollada la idea de una turbina de gas. Se hizo el motor gracias a la colaboración de ERNST  HEINKEL al que le entusiasmó la idea, al tiempo que construía la primera célula para que volase con el motor.

-Von Ohain era un joven profesor de física en la Universidad de Göttingen, donde estudió que estudiaba la consecución de una turbina de gas.

"Hans v on Ohain, a los 25 años"
                         
-En colaboración con técnicos de la casa Heinkel y en dependencias de la fábrica, construiría la primera turbina que revolucionaría la navegación aérea.  La  fábrica Heinkel AG, estaba totalmente dedicada entonces a la fabricación de aviones.

"Ernst  Heinkel"
                                         
-Pero en 1936 el profesor Pohl disuadió a Ernst Heinkel para intervenir en un proyecto de un ex alumno suyo, el profesor Von Ohain, sobre un motor de turbina a gas para propulsión de aviones, cosa que aceptó e hizo que su compañia entrase en una nueva era.

"Conc epto de la turbina de Von Ohain"

-Entonces, Von Ohain en el pequeño taller de un garaje de Heinkel y con la ayuda de un compañero de estudios suyo, Max Hahn, construyó el que se conoció como el HeS-1.


"Max Hahn y el HeS-1
-El HeS-1 dió precarios resultados. Se dice que en éstos momentos Von Ohain no conocía los estudios de Frank Whittle ni los que A. Lysholm  hacía en Suecia patrocinado por Milo AG.

-El HeS-1  (la S es de Strahl = Jet) tenía un compresor centrífugo, una cámara periférica y una turbina centrípeta. Tenía la misma arquitectura de los turbosobrealimentadores de los vehículos terrestres actuales en cuanto al tren giratorio.

-Para su funcionamiento, lo intentó primero con gasolina pero hubo problemas de vaporización y pasó a utilizar hidrógeno. Dió justo 250 Kgs de empuje, pero tenía un diámetro total exagerado. Corría el año 1937. El primer motor HeS-1 giró en febrero de 1937 y debido al pequeño tamaño del rotor, aceleraba y desaceleraba dando una respuesta inmediata al mando. Funcionó con hidrógeno y dió 250 lbs. de empuje a 10000 rpm, superando las expectativas de  performances buscadas. Siguió mejorando el motor HeS-2 hasta llegar al HeS-3.

"HeS-2"
                                                   
-El HeS-2 de 1938, iba con la intención de volar, ésta vez el gas hidrógeno se utilizaba para el arranque y una vez funcionaban los vaporizadores se pasaba a combustible líquido.

-Previsto para 500 Kgs de empuje, en las primeras pruebas dió menos de la mitad.


                                                                    "Heinkel HeS-3b"                                                                                                                                                                     
                                            
-Se fué modificando hasta llegar finalmente al HeS-3, del que se muestra un “Blue Print” original efectuado en Heinkel en 1939 por el ingeniero W. Gundermann.        
 
-El primer HeS-3a fué probado en vuelo debajo de un He-118, ese año dió 400 Kgs de empuje en tierra, mejorándolo y aumentando a 450 Kgs en dicho vuelo.

-Al mismo tiempo se estaba construyendo el He-178, diseñado alrededor del HeS-3b.

"El He-178 en el primer despegue"
-Para probar éste motor en vuelo la fábrica Heinkel construye un avión especial, el Heinkel 178, en el que se instaló el nuevo grupo motor, el HeS-3b.



"Dos vistas del HeS-3b"
   
-El primer vuelo con motor turboreactor de la historia se hizo en agosto de 1939. Esto ocurría con el piloto E. Wasitz a los mandos y sobre el campo de Rostock-Marienehe.

-Resultó que tanto el largo conducto de admisión como la tobera de escape restó potencia al motor. Finalmente, el 24 de agosto de 1939 se produjo el primer vuelo de un avión a reacción con motor a turbina.

-La potencia máxima fué de 380 Kgs. de empuje. El arranque era por aire comprimido sobre la turbina de escape.

-Considerado Heinkel como constructor de aviones por las autoridades, no obtenía la ayuda necesaria para adelantar en sus ensayos. Por ello, en 1941 inicia la participación con la casa Hirth con el ánimo de llevar a cabo sus programas con turbinas. La compra de Hirth culmina en 1943 y a partir de éstos momentos sus motores se conocen como Heinkel-Hirth.

-(Sigue en la Parte II)


-ReF.:      (DLIII)       RMV    /  "Los Motores Aeroespaciales, A-Z"


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viernes, 21 de agosto de 2015

DLII - Más información sobre el "Firing Order" de los V-12

-Como miembro que soy (Legacy Member en concreto) de la AEHS ó "Aircraft Engine Historical Society" de Alabama, USA, recibo información continuamente extremadamente muy interesante. Una es de libre circulación y otra está limitada a  "Members Only".

"Allison V-12" 
-En el Capitulo CXXXIX de éste "Blog" trato el tema del Orden de Encendido de los motores V-12, concretamente de aviación. Ahora puedo ampliar algo más la cuestión al conocer el importante trabajo de otro consocio de la AEHS, el señor David D. Whitney de Orangevale, California. Un trabajo aclaratorio que dá unos pasos más allá de lo que yo describo.

"Hispano Suiza V-12 en el Museo SAFRAN" (foto John Martin- AEHS)
-Para no rebajar el interés de su reporte solamente haré unas indicaciones de la importancia de su estudio. (Referirse a la Web de la "Aircraft Engine Historical Society" para el articulo completo). Resulta que concluye en que la mayor parte de los V-12 de aviación tienen el mismo Orden de Encendido. Tal como pregono yo mismo en mi trabajo, es decir, que se trata de un motor con dos bancadas de 6 cilindros con el clásico 1-5-3-6-2-4 capiculadas la una respecto a la otra e intercalando el encendido de un cilindro de un lado con otro del otro lado, hasta completar los 12 y vuelta a empezar, cada dos vueltas de cigüeñal.


"Arriba: la hélice"
-También digo que dependiendo del tipo de numeración de identificación de cada fabricante (esto siempre ha sido un problema), se presta a confusiones constantes, pero si decidimos poner un orden fijo nuestro, sale inequivocamente lo dicho anteriormente. Para ello, David utiliza la letra "N" para indicar el sistema normalizado y con "DP" el de la Data Plate de cada fabricante. No importa si es una V vertical o invertida. numerados de atrás para adelante o de adelante para atrás, o si gira a derechas o izquierdas, con reductora o sin: ha efectuado una tabla para dar capacidad de entendimiento a la cuestión.

-Por ejemplo: Si observamos la numeración siguiente normalizada "N", tenemos que en un bloque se sigue el orden 1-5-3-6-2-4 y en el otro, también pero al revés, 12-8-10-7-11-9. Colocándolos entre sí como si fueran las cartas de una baraja, uno de cada lado, nos sale lo que él anota en los siguientes datos.

Engine = Allison V-1710E and FR
Data Plate Firing Order = 1L-2R-5L-4R-3L-1R-6L-5R-2L-3R-4L-6R
Normalized Firing Order = 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
Crankshaft Rotation (as viewed from anti-propeller end) = CCW


-Los cigüeñales de los motores V-12 vistos de frente tienen una figura en "estrella" es decir, dos muñequillas hacia arriba (la 1 y la 6), dos hacia un lado y a 120º de las anteriores (la 3 y la 4) y otras dos 120º más (la 2 y la 5). Ahora, aplicando el Orden de Encendido que se ha dicho, nos encontramos con un patrón tipo tambien:


"Patrón dado según el F-O"

-David menciona una infinidad de motores, sobre todo de aviación pero también industriales y de automoción. He sacado la siguiente lista que tienen el "Firing Order" (F-O) normalizado:

-Con el giro a derechas, o sea CW (ClockWise),

--Allison V-1710, -FR y -FL.
--Argus As-411
--Continental XO-1430-1, -9 y -11 
--Curtiss C-12, CD-12, D-12 y V-1570 Conqueror
--Daimler Benz DB-601
--Hispano-Suiza, HS-12Ycrs, -12Ydrs y -12frs
--Junkers Jumo 210, 211 y 213
--Liberty 12A
--Mikulin AM-34 (M-34)
--Packard A-2025, A-1500 y A-2500 series
--Ranger V-770
--RR Buzard, Eagles, Griffon I. Falcon, etc con giro a derechas o CW.

"Para Giro CW, mostrando la carga en el cigüeñal"

-David describe que cuando el giro es a izquierdas o CCW, bien por el uso de reductoras o por que va instalado en multimotores que precisan giros inversos a ambas alas, el orden de encendido normalizado pasa a ser el siguiente: 1-12-4-9-11-6-7-3-10-5-8 (el mismo de CW pero siguiendolo con  el giro al revés).

"Para giro CCW, mostrando la carga en el cigüeñal"

-Algunos motores que describe en este caso son algunos DB-603 (E)  y varios Rolls-Royce.


-También menciona el caso concreto del motor Junkers Jumo 213-E que lleva un F-O bien definido denominado "de Rechlin", precisamente para solucionar las vibraciones y cargas de cigüeñal no deseadas que creaba. Es una solución atípica y el F-O también: 1-10-3-8-5-7-6-9-4-11-2-12.




-Recomendar entrar en el trabajo de David D. Whitney que lo desarrolla ampliamente y sobre todo para otros muchos motores. Visitar la página mencionada que es la <  www.enginehistory.org  >.


"Motor Daimler Benz anunciando el orden de encendido, singularmente"
-Foto aclarando el orden de encendido (quizá especial) de un DB serie 600 de avión Messerchsmitt Me-109.



ReF.:      (DLII)    RMV   /  David D. Whitney / AEHS


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jueves, 20 de agosto de 2015

DLI - Los últimos trabajos de Humberto Quiroz. Verano 2015

-Los trabajos de Humberto como maquetista de aviones metálicos con láminas de aluminio ya los conocemos por los capítulos L y CCCLXXVIII de éste "Blog". Este verano nos ha sorprendido con nuevas realizaciones a cual más asombrosa.

"Yak 52"

"Diamond DA-20, Katana"

"Tecnam P-92"
-Un surtido de pequeños aviones ligeros para sobremesa de los despachos de los nuevos pilotos privados.  Diamonds, Tecnam P-92's  y Yak-52´s. sobre peanas.



"Yak-52"
-Un Yak-52 con muchos más detalles como mandos de vuelo móviles, cabina corrediza, interior de los puestos de mando, motor descapotable y muchos detalles minimalistas del motor, bancada, instalaciones, depósito de aceite, etc.


"B-29 Enola Gay"

-Una joya es el Boeing B-29 "Enola Gay" con las compuertas abiertas, infinidad de detalles cuyo placer es observarlos escudriñando centímetro a centímetro toda la construcción. Y como no podía faltar, la "Little Boy" en su carrito de transporte y fuera del avión.




-No menos lujoso es el helicóptero ruso MIL Mi-6 también con múltiples detalles como puertas y compuertas móviles, capots de motor que se levantar para poder admirar los motores, etc. De gran tamaño resiste perfectamente sobre una plataforma todo su peso sobre un exacto tren de aterrizaje.


"Detalle motores del Mi-6"
-Sabemos que trabaja sobre un Mustang, un Harrier y tiene terminado otro B-17 con colores amarillos en el empenaje copia de otro real. Ver la página < art scratch.com >.  Esta maquetas fotografiadas se pueden adquirir en la Librería Aeronáutica "La Aeroteca". Ver Web debajo.



ReF.:      (DLI)       RMV  /  Humberto Quiroz / La Aeroteca


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