Supermarine Sptifire - Detrás del Mito

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Urbano Calleja
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Mensaje por Urbano Calleja »

Por partes, que diria Jack el Destripador.

cuando no hay turbocompresor los gases salen a menor presión. la turbina frena los gases, elevando la presion de decarga de los cilindros, de manera que el cigúeñal tiene que hacer mas trabajo´para expulsar los gases.


Por otro lado si es cierto que la tubina frena algo los gases, pero tambien lo es que hay un efecto venturi a la salida de los gases de esa turbina por la menor presión del aire ambiente


Lo que creo que se conoce como pumping losses. La sobrepresion (conocida como engine back pressure) dificulta la expulsion de gases de combustion... que puede paliarse un poco jugando con los tiempos de apertura de valvulas, pero el la 2GM esto estaba muy limitado a arboles de levas especiales (no nos metamos por estos sembraos que no nos llevan a ningun sitio).

El efecto Venturi que menciona mma es cierto tambien... lo complicado es cuantificar ambos. Echando una cuenta de la vieja rapida, haceos a la idea de lo siguiente:

Un motor de volumen X evacua sus gases y estos se turbinan. dependiendo de la parte que bypasees, la sobrepresion que tangas varia...vamos a quedarnos con lo sencillo: una turbina libre sin bypass, y luego nos apañamos bypaseando la salida del compresor.

En este caso,a grosso modo, y con turbinas grandes que funcionen de forma optima a un cierto regimen de vueltas (es decir, que puedan turbinar toda la masa de gases) la sobrepresion que se alcanza puede rondar un 15% al 20% del total de la presion a la salida de la camara de combustion.

El Venturi... pues depende de las condiciones de presion atmosferica a la salida... y de la temperatura de los gases. Ahi no os puedo ayudar... tendria que mirar mis libros de cuando al carrera. Sobre el papel, yo diria que posiblemente no sea las gallinas que entran por las que salen... y que la sobrepresion sera mas alta de lo que ganes con el efecto Venturi. Pero francamente, sin saber tamaños y volumenes es dificil estimar cuanto. :wink:


Aunque no lo creais, solo al despegar y acelerar al máximo durante el combate y la huida se requiere la maxima potencia. Al despegar se tiene que acelerar rapidamente, a pesar de la gran masa del avion cargado con toneladas de combustible, municiones y bombas, para alcanzar la velocidad de despegue en una distancia corta


En realidad, la maxima potencia la requieres por lo general al despegue... lo chungo, es que a altitud la necesitas mas rapido (salvo en el caso de aviones navales). hasta donde recuerdo, la aceleracion no es precisamente rapida en motores de aviacion de piston. Y un turbo de altitud (sea compressor mecanico o turbo) no te ayuda a mejorar eso.


Por cierto mma, alguna cifra sobre pares motores? Lo digo por compararla con las que conozco y ver :D Tengo curiosidad :wink:

El problema de que se frenen los gases de escape sería mas propio de motores muy revolucionados y por eso en coches los motores turbos y atmosféricos tienen un carácter completamente distinto.


El Merlin trabajaba a 3000rpm... lo que no pilla tan lejos de los motores de hoy en aplicaciones Diesel. Y a esas velocidades de giro... la engine back pressure ya es un problema. Yo creo que tambien deberia haberlo sido para el Merlin.

Otra consideración es el consumo de combustible, en teoría menor en motores turbo, pero en los aviones de la 2GM el motor merlín en los mustang tenía la mitad de consumo que el p-47 o p-38, claro que eran aviones mucho mas grandes.


El P38 tenia turbos tambien... y el consumo con turbo se mejora... pero se mejora el consumo especifico. El consumo especifico por volumen de motor. Ahi esta el truco.

Saludos


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Thomas Pullings
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Mensaje por Thomas Pullings »

Si tienes pista suficiente, y normalmente hay de sobra, no es necesario acelerar rapidamente por mucho que pese el avión. Y en un motor de embolo de los tamaños que se movian en esta época acelerar rapidamente era la manera mas segura de irse al sembrado a recoger patatas por aquello del par motor tan bestial que tenian.


Desde luego, eso te lo pueden confirmar muchos pilotos de Mustang, que se las veían para despegar de forma controlada por el par motor... y si soplaba viento cruzado, pues ni te digo.

En ese sentido el as alemán Werner Mölders habla de la ocasión que tuvo de probar un spitfire capturado. Afirmaba que sin duda le gustaba más el 109 (claro, qué iba a decir), pero que el spit era una máquina muy sencilla de volar y permisiva con el piloto, todo lo contrario que el 109, donde el par motor te pegaba un galletazo que como no anduvieses con mucho cuidado con la palanca de gases acababas convertido en una mancha de aceite en la pista. En palabras de Mölders "El 109 no te pasa una".

Disculpad la interrupción, la discusión sobre los sobrecompresores y turbocompresores es realmente apasionante. De lo que se entera uno...

Un saludo.


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Sam JOhnson
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Mensaje por Sam JOhnson »

Ultimo comentario.
Obviamente si hay una turbina se esta frenando el aire de salida y aumentando la presión de expulsion, haya succión o no. Sin turbina la succion ayuda a expulsar los gases, bajando la presión de expulsión y el trabajo que hace el cigüenal.

La principal ventaja de un turbocompresor bien diseñado sobre un compresor de embolos, discos, lóbulos, etc, es que la turbina es mas ligera por girar a mucho mas altas revoluciones y tiene menos piezas móviles. La principal desventaja es que requiere aliaciones caras por las altas temperaturas y el vapor y la turbina en si es cara por su geometria.

En lo que se refiere al despegue de un P-47 o un Hellcat completamente cargados, incluso con enormes tanques desechables, me encantaría verlos despegar a 1,000 rpm. Desgraciadamente, se tiene que hacer a 2,000 rpm, os guste o no. El Spitfire no llevaba casi nada de combustible ni bombas, disparaba balas calibre .303, en lugar de 50, que pesan mucho menos y era muy ligero.

Es tan limitante la potencia de despegue, que se han usado mucho los cohetes y la postcombustion para el despegue.


mma
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Mensaje por mma »

Urbano Calleja escribió:Por cierto mma, alguna cifra sobre pares motores? Lo digo por compararla con las que conozco y ver :D Tengo curiosidad :wink:


Pues la verdad es que me has pillado en fuera de juego, pero brujuleando por el disco duro he encontrado valores de:

Merlín: 1565 hp, 2350 lb-ft.
Griffon: 2450 hp, 4700 lb-ft
Packard Merlin: 1610 hp, 2370 lb-ft.

Sin mas explicaciones. Haciendo la conversión si no me equivoco vienen a salir 3186, 6372 y 3213 Newton metro.

Desde luego, eso te lo pueden confirmar muchos pilotos de Mustang, que se las veían para despegar de forma controlada por el par motor... y si soplaba viento cruzado, pues ni te digo.


Por eso lo primero que dice el manual de esos aviones a la hora de despegar es "apply power smoothly to avoid excesive torque". Por lo menos el del P-47 que pude conseguir por medios poco ortodoxos hace un tiempo.

Y es que la potencia del motor no es solo las revoluciones sino la mezcla de estas y la presión de admisión, amén de la posición correcta del paso de la hélice.

Los valores máximos del motor para el P-47 :
- 2800 rpm
- 54" Hg

Los valores recomendados para el despegue: 2800 rpm y 45" Hg.

En caso de avión limpio: 2800 rpm y 35" Hg.

A las mismas revoluciones jugando con las presiones de admisión se consiguen efectos muy distintos.


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Urbano Calleja
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Mensaje por Urbano Calleja »

Muchas gracias mma! :D

Es una pasada...pero bueno, hablamos de motores inmensos (solo los diesel para tanques pueden acercarse por desplazamiento), y ese torque no hay cristo que lo pase a unas ruedas. Menos mal que las helices dan mucho mas de si!

La principal ventaja de un turbocompresor bien diseñado sobre un compresor de embolos, discos, lóbulos, etc, es que la turbina es mas ligera por girar a mucho mas altas revoluciones y tiene menos piezas móviles. La principal desventaja es que requiere aliaciones caras por las altas temperaturas y el vapor y la turbina en si es cara por su geometria
.

Ahi tienes razon Sam, la complejidad mecanica de un TC es menor, el numero de piezas moviles tambien. Por otro lado, el problema durante la 2GM era en parte los materiales de alta temperatura para el alojamiento de la turbina y para la rueda de la turbina en si. No se si existia capacidad en aquella epoca... para motores gasolina. Estamos hablando de piezas que a dia de hoy se hacen en fundicion, y con materiales como el TiAl para las turbinas (e incluso materiales de alta aleacion), e inoxidables con alto contenido de Ni en los alojamientos. Y esas piezas son muy dificiles de fabricar... no se si hace 60 años eso era viable o no. Si no, otra baza a favor de los compresores mecanicos.

En lo que se refiere al despegue de un P-47 o un Hellcat completamente cargados, incluso con enormes tanques desechables, me encantaría verlos despegar a 1,000 rpm. Desgraciadamente, se tiene que hacer a 2,000 rpm, os guste o no. El Spitfire no llevaba casi nada de combustible ni bombas, disparaba balas calibre .303, en lugar de 50, que pesan mucho menos y era muy ligero.


En realidad la potencia del motor es la que es para que despeguen con lo que se pide en el requerimiento. El P47 tenia el motor que tenia para poder despegar a plena carga. Y era lo rapido que era precisamente por tener un motor inmenso! Eso si, de despegar a 1000rpm, nanay. Despegaban a tope, pero eso si...incrementando la velocidad despacito...no fuera que el par te mandara de excursion.


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