Motores aeronáuticos (parte 3) - Motor rotativo

El motor rotativo fue uno de los primeros tipos de motores de combustión interna en el cual el cigüeñal permanece fijo y el motor entero gira a su alrededor, proporcionando un montón de flujo de aire para la refrigeración, independientemente de la velocidad de avance de la aeronave. El cigüeñal fue fijado firmemente a un marco del avión, y la hélice simplemente echaba el cerrojo enfrente del cárter del motor. A este tipo de motor la gasolina le entra por el cigüeñal que es hueco y se encuentra fijo. El diseño fue muy usado en los años anteriores a la Primera Guerra Mundial y durante ésta para propulsar aviones, y también en algunos de los primeros autos y motocicletas. A principios de los años 20 del siglo XX el motor rotativo comenzó a volverse obsoleto, principalmente debido a su bajo par motor. También estaba limitado por su restricción inherente dada por la forma de aspirar la mezcla de aire/combustible a través del cigüeñal y cárter hueco, que afectan directamente a su rendimiento volumétrico. Sin embargo, en su tiempo fue una solución muy eficiente para los problemas de potencia, peso y fiabilidad. Su Funcionamiento: El pistón en admisión crea el vacío dentro del cilindro y absorbe una mezcla de combustible y oxigeno El pistón ya en el punto muerto inferior inicia su subida comprimiendo los gases: La mezcla ya comprimida hace que la chispa de la bujía salte unos instantes antes de que el pistón llegue al punto muerto superior(PMS) Algunas de las ventajas de este motor: -Equilibrio: El cárter del motor y los cilindros giran en un sentido, mientras los pistones giran en el otro, esto hace que se compensen teniendo un buen equilibrio. Con relación al punto de montaje del motor, no hay ninguna parte que esté descompensada. Esto hace que no haya ninguna necesidad de poner un contrapeso. -Refrigeración por Aire: El cuidado de un motor era un desafío para diseñadores de motor tempranos. Muchos recurrieron a sistemas de refrigeración acuáticos pesados. El enfriamiento por aire era completamente adecuado en motores rotativos, ya que los cilindros siempre están en el movimiento. -Volante de inercia: El cárter del motor y los cilindros contrarrestaban las explosiones o vibraciones lo que hizo innecesario poner un volante de inercia pesado Todos estos factores dieron a los motores rotativos la mejor proporción de poder-peso de cualquier configuración posible, haciéndolos ideal para el uso en aviones de combate. Por supuesto, había desventajas también: -Efecto giroscópico: Este efecto hacia al avión difícil de controlar en algunas maniobras. -El sistema total de pérdida de aceite: El aceite debido a la fuerza centrifuga salía disparado y se podía en algunos casos mezclar con el combustible. Al igual que los motores radiales, los rotatorios se construyen con un número de cilindros impar (usualmente 7 o 9), para obtener un orden de encendido coherente, proporcionando un funcionamiento suave. Motores rotatorios con cilindros en número par, son comúnmente del tipo en "doble estrella". Algunos de estos motores fueron un diseño de dos tiempos, dándoles una alta potencia específica y la relación potencia-peso. Por desgracia, los graves efectos giroscópicos de la pesada rotación del motor hizo que el avión fuera muy difícil de volar. Los motores también consumían grandes cantidades de aceite de ricino, extendiéndola por todo el fuselaje y la creación de los vapores que eran nauseabundos para los pilotos. Diferencia entre motores "Rotativos" y "Radiales" Los motores rotatorios y radiales tienen un aspecto similar cuando no están en marcha y pueden confundirse fácilmente, debido a que ambos tienen la configuración de cilindros dispuestos alrededor de un eje central. A diferencia del motor rotatorio, sin embargo, el motor radial utiliza un cigüeñal convencional girando en un bloque fijo. Uso en la aviación A principios de la Primera Guerra Mundial, cuando los aviones fueron los primeros en ser utilizados con fines militares, se hizo evidente que los actuales motores en línea eran demasiado pesados para la cantidad de energía necesaria para hacer volar un aparato. Los diseñadores de aviones necesitan un motor que fuese ligero, potente, barato y fácil de fabricar en grandes cantidades. El motor rotativo alcanzó estos objetivos. El principal motivo fue el elevado efecto giroscópico en los aviones con ellos dotados. Un muy famoso avión con tal tipo de motor fue el célebre Fokker Dr.I Triplano (sí, como el que volaba el Barón Rojo). Motores y aviones históricos Le Rhône 9C El Le Rhône 9C es un motor rotativo de nueve cilindros producido en Francia por la Société des Moteurs Le Rhône. También conocido como el Le Rhône 80 hp en referencia a su potencia nominal, el motor fue instalado en varias aeronaves militares de la Primera Guerra Mundial. Los motores Le Rhône 9C también fueron producidos bajo licencia en Gran Bretaña por varias empresas, y en los Estados Unidos. Al igual que otros motores de la serie Le Rhone, el 9C tiene unos muy visibles tubos telescópicos de inducción de cobre que transportan la mezcla aire-combustible del cárter a las cabezas de cilindros y se utiliza una sola barra de vaivén para operar sus dos válvulas en cabeza. Especificaciones Tipo: Motor rotativo de nueve cilindros, en una sola fila Diámetro: 94,5 cm (37,2 in) Carrera: 140 mm (5,51 in) Desplazamiento: 10,89 L (664.47 pulgadas cúbicas) Peso en seco: 121,5 kg (268 lb) Componentes Tren de válvulas: Balancín único para las dos válvulas de admisión y de escape Sistema de combustible:Carburador simple con una válvula del tipo solapa Tipo de combustible: Avgas 100LL Sistema de aceite: Aceite de ricino con pérdida total Sistema de refrigeración: Refrigerado por aire Potencia: 92 CV (68,6 kW) a 1.300 rpm (máximo) Relación de compresión: 4,5:1 link: http://www.youtube.com/watch?v=atMn9s6m-j4 Usaba este motor: El Sopwith Pup El Sopwith Pup, fue uno de los primeros y de los mejores cazas británicos de la Primera Guerra Mundial, que sirvió como caza de la RAF, ademas de usuarios franceses y estadounidenses. Desarrollo del 1½ Strutter, el Sopwith Pup tenía unas estupendas cualidades de gobierno y unas prestaciones relativamente buenas con su motor de baja potencia. No había nada de excepcional en el diseño del Pup, un avión muy bien compensado, pero desde su aparición en combate, a finales del verano de 1916, empezó a aprovechar su agilidad para salir bien parado del enfrentamiento con cazas alemanes más potentes. Ello se debía a su baja carga alar, que contribuía también a las buenas prestaciones del Pup figura de haber sido el primer avión que apontó en la cubierta de un buque en navegación. Características Caza Monoplaza Sopwith Pup Tipo: Avión caza. Origen: Sopwith Aviation Company (Gran Bretaña) Planta motriz: Un motor Le Rhōne 9C de 80hp (60 (Kw) Dimensiones Envergadura 8,08 m; Longitud 5,89 m; Altura 2,87 m. Pesos: Vacío 358 kg cargado: 557 kg. Prestaciones Velocidad max.: 111 mph ½, a 180 km / h (a nivel del mar) Techo de servicio: 5.600 m; Autonomía 3 horas Tripulación: 1 Gnome N9 Monosoupape El Monosoupape (monoválvula en francés), fue un diseño de motor usado en los últimos motores rotativos de la Société Des Moteurs Gnôme, e introducidos por primera vez en 1913. Se utilizó un ingenioso mecanismo de lumbreras de transferencia interiores y una sola válvula para sustituir a un gran número de partes móviles que se encuentran en los motores rotativos más convencionales, haciendo al motor Monosoupape el más confiable de su época. El diseñador de aviones Thomas Sopwith describió al Monosoupape como "uno de los más grandes avances en aviación". Los primeros diseños de Gnôme usaban un sistema único de válvulas para evitar el uso de botadores, varillas y otros dispositivos que se utilizan durante la fase de admisión en los motores convencionales. En su lugar, se utilizaba una sola válvula en la cabeza del cilindro la que era operada por un sistema de levas y botadores que abría la válvula cuando la presión bajaba al final del ciclo. La válvula de admisión, la cual era operada por un contrapeso, estaba ubicada en el centro del pistón, abriéndose para permitir el paso de la mezcla aire/combustible desde el cárter. Especificaciones (Gnome Monosoupape) Tipo: Motor rotativo de nueve cilindros, en una sola fila Diámetro: 95 cm Carrera: 150 mm Desplazamiento: 12,8 L (781.63 pulgadas cúbicas) Peso en seco: 137,4 kg Componentes Tren de válvulas: Válvula a la cabeza única, con bocas de pistón Tipo de combustible: gasolina 40-50 octanos Sistema de aceite: Aceite de ricino con pérdida total Sistema de refrigeración: Refrigerado por aire Potencia: 86 kW (115 CV) a 1.300 rpm (potencia máxima) Relación de compresión: 4.85:1 link: http://www.youtube.com/watch?v=CYc-H8Wg-MQ Usaba este motor: El Nieuport 28 El Nieuport 28 (N.28C-1) fue un avión de caza diseñado por Gustave Delage y construido por la compañía francesa Nieuport, que fue utilizado durante la Primera Guerra Mundial por el Ejército del Aire Francés. Este aparato obtuvo su fama al ser el primer avión en entrar en servicio en un escuadrón de caza estadounidense. El Nieuport 28 fue diseñado para transportar un armamento actualizado de dos ametralladoras gemelas, sincronizadas con la hélice, un motor más potente y una nueva estructura alar, y con los alerones sólo en las alas de abajo. Características El Nieuport 28 (N.28C-1) Tipo: avión de caza. Origen: Nieuport (Francia) Planta motriz: Un motor Rotativo Gnome 9-N. Monosoupape Dimensiones Envergadura 8.1 m Longitud 7,8 m Altura 2.5 m Pesos: Vacío 475 kg cargado: 560 kg. Prestaciones Velocidad max.: 184 km/h (122 nudos) Techo de servicio: 5300 m Autonomía 349 km Tripulación: 1 Mas fuentes: http://en.wikipedia.org/wiki/Sopwith_Pup http://es.wikipedia.org/wiki/Gn%C3%B4me_Monosoupape http://es.wikipedia.org/wiki/Nieuport_28