Aerospace Engines (Aircraft Engines and Rockets - Motores de Aviación y Cohetes)

miércoles, 16 de septiembre de 2015

DLVIII - Reencuentro con dos aviones del Air Race F1

-Antes del verano (2015) se celebró en el aeropuerto de Lleida-Alguaire una serie de carreras con aviones de la Fórmula 1 del aire.

"Evento del presente año 2015" (foto ACN)

-En un viaje al aeropuerto de Kissimmee (FL), cuartel de los "Wardbird Aventures" pude volver a ver dos de éstos aviones en revisión en el hangar de mantenimiento de la Asociación.

"Revisando el ganador de LLeida-Alguaire"

"Observar la prolongación para la hélice" (un MiG-17 al fondo)

-Desde luego, en busca de la máxima aerodinámica se adapta el capotaje al motor y éste se "comprime", como es el caso del depósito del aceite, que pasa a un lado, algunos cambian el carburador por inyección y las magnetos por encendido electrónico. Posiblemente algo más que no tuve en cuenta.

"Instalación en Cessna 150"

-Pero si comparamos con un motor Continental 0-200 de una Cessna 150 con el mismo motor adaptado a un F-1 podemos ver la diferencia. Empezando también que en un avión normal el motor alcanza como máximo 2800 rpm y en un F1 llega a las 4000 rpm. La hélice es más corta.

"El envoltorio plateado es el depósito de aceite. En la parte más baja está el carburador"

"La prologanción para la hélice es exageradamente larga. Debajo de la pletina del motor un pick-up del encendido"

-Pero en ésta última foto hay un detalle: los tubos en "U" que hay debajo de las tomas de aire de enfriamiento de los cilindros. Llevan agua para rociar los cilindros cuando se le exige el máximo al motor. Este agua se almacena en un depósito en el encastre del ala. Normalmente el mismo depósito se utiliza para la gasolina en los "ferrys".

"En este tramo del ala gaviota invertida, vá el depósito"

-Me fué muy fácil entablar conversación y amistad. Teníamos el mismo lenguaje: la mecánica de aviación y el mantenimiento.

ReF.: (DLVIII) RMV / "Warbirdadventures"

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"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

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DLVII - Visita al Daytona Speedway de USA

Este verano he visitado éste famoso circuito de carreras con el ánimo de encontrar en su museo el coche de records "Blued Bird" de Malcom Campbell. El original, ya que el que se exhibe en Inglaterra es una réplica.

En 1935 consiguió el récord de velocidad en la dura y fina arena de la playa de Daytona (Daytona Beach) alcanzando los 445'50 Km/hr. Llevaba un motor Rolls Royce V-12 tipo "R" el mismo modelo que ganó el Trofeo Scheneider pocos años antes, en el avión Supermarine S6B.

-El avión S6B estaba diseñado por Mitchell y fué la base del "Spitfire" con el nuevo motor "Merlin" que también era un derivado del "R".

"Montaje del S6B con el motor Rolls-Royce "R""

-El coche "Blue Bird" tenía un chasis rectangular con radiador frontal con una compuerta regulable para la admisión de aire. El motor iba a continuación y la transmisión al diferencial hacía que el asiento del conductor estuviera desplazado 37 cm. al lado derecho. con el depósito de combustible al otro lado. Dobles ruedas gemelas traseras para mejorar el agarre al suelo.

-El capot superior tenía dos bulbos alargados para las dos lineas de cilindros del motor V-12. Para volver a mejorar el record -y a pesar de que la playa de Daytona tenia más de 23 Km de longitud- decidieron trasladarse a las Bonneville Salt Flats, un lago seco salino completamente llano y más extenso.

"En Daytona Beach, lugar de la prueba con el autor y esposa"

-El coche fué otro, el CN-7 llamado "Proteus" por el motor de turbo-hélice de aviación que utilizaba. También batió records sobre el agua con una lancha con motor turboreactor DH Goblin.

"Nueva e impresionante fachada del Daytona Speedway Racer"

"Inmensa tribuna de expectadores"

"Entrenamientos"

"Grandes espacios bajo las tribunas"

Volviendo al tema inicial me encontré con una gran rehabilitación de las tribunas, mucho más altas y largas con una capacidad enorme, nueva frontal del edificio totalmente impresionante y unos espacios interiores grandiosos.

"Sobre mi auto Chevy particular, una referencia a la NASCAR"

"Sobre el Trofeo 500 el coche de turbina GM Firebird y los ganadores"

"El nuevo Daytona Speedway Racer"

-Una anécdota que se respira en el Daytona es el del mítico reloj de pulsera de Rolex "Daytona", el de acero inox, concretamente. Fué utilizado en este lugar por Paul Newman durante el rodaje de la película "Grand Prix". Y Rolex es una de los patrocinadores pues un gran arco con éstos relojes y nombre en la cabecera da paso a la tribuna de entrega de trofeos.

"Parc d'Sports Sol de Baix de Barcelona"

El circuito de Daytona es Tri-Oval, un triángulo en cuyo vértice está la tribuna curvada. Curiosamente ésta forma tri-oval me lleva al recuerdo del existente hacia tiempo y hoy desaparecido en Barcelona: el Parc d'Sports "Sol de Baix", para carreras de coches "Midgets", también canódromo, circuito de motos, fútbol y rugby. Mucho más pequeño, claro. (Ver el capitulo CCXXXVII de éste Blog).

ReF.: (DLVII) RMW / Blue Bird / Daytona Speedway Racer

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

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.

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

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

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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

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

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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

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

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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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