Poder de emergencia de guerra: Liberando el dominio táctico en escenarios de combate críticos

Por Fouad Sabry

¿Qué es el poder de emergencia de guerra?

El término "poder de emergencia de guerra" (WEP) se refiere a una configuración de aceleración que se implementó inicialmente en algunos motores de aviones militares utilizados por los Estados Unidos. Estados durante la Segunda Guerra Mundial. Fue diseñado para ser utilizado en situaciones de emergencia y era capaz de producir más del cien por ciento de la potencia nominal estándar del motor durante un corto período de tiempo, a menudo alrededor de cinco minutos. Aunque es posible que no se los conociera como WEP en ese momento, sistemas similares que fueron implementados por fuerzas no estadounidenses ahora también se denominan con frecuencia WEP. Por ejemplo, el Notleistung de la Luftwaffe alemana y los sistemas forsazh del VVS soviético son ejemplos de tales sistemas.

Cómo se beneficiará

(I) Insights, y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Energía de emergencia de guerra

Capítulo 2: Allison V-1710

Capítulo 3: Turbofan

Capítulo 4: Turborreactor

Capítulo 5: BMW 801

Capítulo 6: Postcombustión

Capítulo 7: General Electric F110

Capítulo 8: General Electric F101

Capítulo 9: Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp

Capítulo 10: Rolls-Royce Dart

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre el poder de emergencia de guerra.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básicos para cualquier tipo de poder de emergencia de guerra.

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 24 jun 2024

Vista previa del libro

Capítulo 1: Energía de emergencia de guerra

La energía de emergencia de guerra, a veces conocida como WEP, es una configuración del acelerador que estaba disponible en ciertos motores de aviones militares utilizados por los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial. Fue diseñado para ser utilizado en situaciones de emergencia, y era capaz de producir más del cien por cien de la potencia nominal estándar del motor durante un corto período de tiempo, a menudo alrededor de cinco minutos. Aunque es posible que no se conocieran como WEP en ese momento, sistemas similares que fueron empleados por fuerzas no estadounidenses ahora también se conocen con frecuencia como WEP. Ejemplos de tales sistemas incluyen el sistema Notleistung utilizado por la Luftwaffe alemana y el sistema forsazh utilizado por la VVS soviética.

Habría un tope mecánico que limitaría la potencia máxima típica, como un cable que se colocaría sobre la ranura de la palanca del acelerador. Sin embargo, si el empuje fuera más potente, el cable se rompería, lo que permitiría una potencia adicional. El P-51H Mustang tenía una potencia de 1.380 caballos de fuerza (1.030 kW) mientras estaba en servicio normal; sin embargo, el WEP era capaz de entregar hasta 2.218 caballos de fuerza (1.654 kW). Esto mejoró la potencia del motor Merlin III a 1.310 caballos de fuerza (980 kW), lo que supone una ganancia de más de 250 caballos de fuerza (190 kW). A los pilotos se les exigió que llevaran un diario de su uso del impulso de emergencia, y se les advirtió que no lo usaran durante más de cinco minutos seguidos.

El sistema de inyección de metanol y agua que se instaló en el MW 50 alemán requirió tuberías adicionales además de un tanque de almacenamiento, lo que resultó en un aumento en el peso total de la aeronave. El caza de gran altitud Focke-Wulf Ta 152H, que era uno de los pocos aviones alemanes que podía equiparse con ambos sistemas Notleistung, fue capaz de alcanzar una velocidad de alrededor de 470 millas por hora (756 kilómetros por hora) cuando ambos sistemas se utilizaron juntos por primera vez. Se dice que Kurt Tank una vez realizó esto, usó ambos sistemas de impulso simultáneamente, con el fin de escapar de un vuelo de P-51D Mustang en abril de 1945. Volaba un prototipo Ta 152H con motor Junkers Jumo 213E que estaba equipado con MW 50 y GM-1.

La función WEP que se descubrió en el avión de combate MiG-21bis fue casi con certeza la más impresionante. Fue una medida provisional para contrarrestar a los cazas estadounidenses F-16 y F/A-18 más avanzados y poderosos hasta que la próxima generación de MiG-29 pudiera entrar en servicio. Esta variación tardía del avión de combate ligero soviético básico se construyó como una medida provisional.

Se instaló una versión mejorada del motor Tumansky R-25 en el MiG-21bis, que conservó la configuración estándar de potencia normal y de postcombustión de 9.400 / 14.600 lbf (42 / 65 kN) de las plantas motrices R-13 anteriores, Por otro lado, con un impulso de empuje de emergencia de una sobrevelocidad al 106% y un aumento en el combustible de postcombustión de una segunda bomba de combustible de postcombustión,  El vehículo fue capaz de hacerlo.

En tiempos de guerra, la utilización de esta capacidad de impulso dio como resultado un empuje máximo de 21.900 lbf (97,4 kN) durante un período de dos minutos.

El MiG-21bis fue capaz de alcanzar una velocidad de ascenso de 50.000 pies por minuto (254 metros por segundo) con una relación empuje-peso que era ligeramente mejor que 1:1, compitiendo con la capacidad del F-16 en un combate aéreo.

Debido al hecho de que cada segundo de empuje WEP era comparable a muchos minutos de carrera sin él, el uso del empuje WEP se restringió a un máximo de un minuto durante el entrenamiento de combate aéreo con el MiG-21bis. Esto se hizo con el fin de disminuir el impacto en el motor en las 800 horas de tiempo que pasaban entre revisiones. El R-25 producía un escape de soplete que tenía 16 pies (5 metros) de largo cuando se seleccionó WEP. El nombre de régimen de diamantes se le dio al ajuste de energía de emergencia debido a los seis o siete diamantes de choque romboidales brillantemente iluminados que eran visibles dentro de las llamas.

Es posible que los motores del avión de combate F-15 se enciendan a una temperatura 22 grados más alta y aproximadamente un 2 por ciento más de revoluciones por minuto gracias al interruptor Vmax. Está asegurado con un cable de seguridad. El piloto recibiría un poco más de empuje si apretaba el interruptor Vmax cuando estaba en combate en ese momento. Por otro lado, los motores requerirían mantenimiento y una revisión completa.

Además, las características WEP son utilizadas por varios vehículos militares de superficie contemporáneos. El Vehículo de Combate Expedicionario del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos, que fue retirado del servicio en 2011, contaba con un motor diésel de 12 cilindros y 1.200 caballos de fuerza (890 kW) que fue producido por el fabricante alemán MTU. Es posible aumentar el tren motriz del EFV a 2.700 caballos de fuerza (2.000 kW) utilizando refrigeración por agua de mar en circuito abierto cuando el vehículo está en posición de natación. El motor MTU es capaz de impulsar cuatro enormes escapes de chorro de agua, que a su vez aceleran el vehículo EFV de efecto superficial a velocidades de mar de hasta 35 nudos (65 kilómetros por hora). Esta configuración de potencia de batalla extrema es necesaria para el motor MTU.

A pesar de que los prototipos EFV mostraron un rendimiento revolucionario tanto en tierra como en el agua, la fiabilidad de sus motores nunca cumplió con los exigentes estándares militares, y el vehículo nunca fue puesto en servicio por el Cuerpo de Marines.

Inyección de agua

MW50 alemán, que es una combinación de metanol y agua

Inyección de óxido nitroso, a menudo conocida como GM 1 en alemán

Forsazh es una palabra rusa.

Inyección de propano

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Allison V-1710

En el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, el único motor V-12 refrigerado por líquido que se desarrolló en los Estados Unidos y se puso en servicio fue el motor de aviación Allison V-1710, que fue diseñado y fabricado por Allison Engine Company. Había versiones del Lockheed P-38 Lightning que estaban equipadas con turbocompresores, y estas versiones proporcionaban un rendimiento excepcional a grandes altitudes. Además, se instalaron turbocompresores en cazas experimentales de un solo motor, y se encontró que los resultados eran comparables.

Como resultado de la preferencia del Cuerpo Aéreo del Ejército de los Estados Unidos (USAAC) por los turbocompresores al principio del programa de desarrollo del V-1710, se dedicó menos esfuerzo al desarrollo de sobrealimentadores centrífugos de accionamiento mecánico adecuados para el diseño del Allison V-12. Esto se debió a que otros diseños de V-12 de naciones amigas, como el británico Rolls-Royce Merlin, ya utilizaban estos supercargadores.

En términos generales, cuando se requerían versiones del V-1710 con dimensiones más pequeñas o costos más bajos, tenían un rendimiento deficiente en altitudes más altas. Cuando se turboalimentaba, el V-1710, por otro lado, proporcionaba un rendimiento excepcional, particularmente en el P-38 Lightning, que fue responsable de una parte significativa de la extensa producción.

La División Allison de General Motors comenzó a trabajar en un motor refrigerado por etilenglicol en 1929 para cumplir con un requisito de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAAC) de un motor contemporáneo que pudiera producir 1.000 caballos de fuerza (750 kW) e incorporarse a una nueva generación de bombarderos y cazas aerodinámicos. Con el fin de simplificar el proceso de fabricación, el nuevo diseño podría equiparse con una variedad de sistemas de engranajes de hélice y sobrealimentadores. Esto permitiría que una sola línea de producción fabricara motores para una amplia gama de aviones, incluidos bombarderos y cazas.

La Armada de los Estados Unidos (USN) tenía la intención de utilizar el V-1710 en los dirigibles rígidos Akron y Macon; en cambio, ambos buques estaban equipados con motores Maybach VL II que se fabricaron en Alemania. En diciembre de 1932, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos adquirió su primer avión V-1710. La Gran Depresión ralentizó el proceso de desarrollo, y la siguiente vez que el motor se puso a prueba fue el 14 de diciembre de 1936, cuando se probó en el banco de pruebas Consolidated XA-11A. El 23 de abril de 1937, el V-1710-C6 fue el primer motor de cualquier tipo en completar con éxito la prueba de tipo de 150 horas del USAAC utilizando 1.000 caballos de fuerza (750 kW). Este logro fue logrado por el motor. Después de eso, el motor se puso a disposición de los fabricantes de aviones, que optaron por usarlo para impulsar el prototipo Curtiss XP-37. Fue la fuerza impulsora detrás del Lockheed P-38, el Bell P-39 y el Curtiss P-40, todos los cuales fueron construidos para competir en la nueva competencia de persecución. En respuesta a una solicitud de los agentes de adquisición de material de guerra en el Reino Unido para construir el P-40 bajo licencia, North American Aviation (NAA) sugirió su propio diseño de avión mejorado, que haría uso del V-1710 en su NA-73.

El V-1710 tiene 12 cilindros con un diámetro y carrera de 5.5 por 6 pulgadas (139.7 por 152.4 mm) en formato 60° V, tiene una capacidad de 1,710.6 pulgadas cúbicas (28.032 litros) es decir, en comparación con la relación de compresión de 6.65:1.

Se utiliza un solo árbol de levas en cabeza para cada banco de cilindros en el tren de válvulas, y hay cuatro válvulas empleadas para cada cilindro.

General Motors adoptó una filosofía de diseño modular para los motores de los aviones, lo que dio lugar a que el diseño del motor se beneficiara de la filosofía de la empresa de versatilidad de producción e instalación integrada. El motor se construyó en torno a una sección de potencia fundamental, lo que permitió satisfacer una variedad de necesidades de instalación. Estos requisitos podrían satisfacerse instalando la sección de accesorios adecuada en la parte trasera del motor y un accionamiento de potencia de salida adecuado en la parte delantera del motor. Si el usuario así lo desea, se puede utilizar un turbocompresor.

El P-39, el P-63 y el Douglas XB-42 Mixmaster estaban equipados con V-1710-E. En lugar de tener un engranaje reductor integral, estos aviones tenían un eje de extensión que impulsaba un engranaje reductor y una hélice que se colocaban en una ubicación remota. Los engranajes reductores de hélice de acoplamiento cerrado fueron una característica definitoria de la serie V-1710-F, y fueron utilizados por aviones como el P-38, P-40, P-51A y el North American P-82E.

El extremo accesorio estaba equipado con un sobrealimentador accionado por motor de una o dos velocidades que podía tener una segunda etapa con o sin intercooler, los magnetos de encendido y la selección típica de bombas de aceite y combustible, todo lo cual estaba determinado por los requisitos de la aplicación. Las unidades de salida se pueden instalar en la parte delantera del motor, y hay algunas opciones distintas disponibles. Hay varias configuraciones posibles para la transmisión, incluido un engranaje reductor de hélice de nariz larga o estrechamente vinculado, una transmisión de extensión a una caja